(성공사례) 화성 타임머신, 가상 모델로 붉은 행성의 기후 진화 해독

EU 지원 연구진, 화성의 기후·환경 변화를 시간 축으로 재현하는 가상 모델 개발

국제 연구진은 화성의 장기적 진화를 재현하는 고급 시뮬레이션 모델을 개발해, 과거 화성이 생명체를 유지할 수 있었는지를 규명하고자 함
프랑스 피에르 시몽 라플라스 연구소(Pierre Simon Laplace Institute) 소속 우주과학자 Forget가 동 연구를 주도
EU 지원 연구 프로젝트 ‘Mars through time’은 화성의 서로 다른 지질·기후 시대를 하나의 연속적 진화 모델로 연결하는 것을 목표로 함
연구의 핵심 질문은 “화성은 과거에 거주 가능한 행성이었는가”이며, 이는 행성과학 분야에서 오랫동안 풀리지 않은 문제
해당 연구는 프랑스 CNRS가 코디네이팅하며, 2025년 11월 종료 예정인 6년짜리 프로젝트임
연구진은 화성이 따뜻하고 습했던 시기, 빙하로 덮였던 시기, 그리고 대기가 거의 사라졌던 시기를 포함해, 생명체 존재 가능성이 있었던 시간대를 규명하고자 함
기존 화성 탐사 임무는 화성이 과거에 강과 호수, 빙하기를 겪었다는 단서를 제공했지만, 이러한 변화가 어떤 기후 과정을 통해 발생했는지는 충분히 설명하지 못함
Forget 박사는 “시간에 따라 진화하는 가상 행성을 만드는 것이 목표”라며, 대규모 계산 자원이 요구되는 매우 도전적인 연구라고 설명
개발 과정은 예상보다 복잡했으나, 연구진은 곧 공동체가 활용할 수 있는 강력한 연구 도구가 완성될 것으로 기대

화성의 대기·자전축 변화 분석을 통해 생명체 가능 환경 규명 및 외계 행성 연구로 확장

화성은 약 45억 년 전 태양계 형성과 함께 탄생했으며, 지구보다 작고 태양으로부터 더 멀리 떨어져 있어 태양 복사 에너지를 덜 받음
그럼에도 지질·광물학적 증거에 따르면, 초기 화성은 두꺼운 대기를 가진 따뜻하고 습한 행성이었으며, 표면에는 호수와 바다의 흔적이 남아 있음
현재 이 고대 수역의 일부는 NASA 탐사 로버 Curiosity와 Perserverance가 조사 중
약 30~40억 년 전, 화성은 원인이 명확히 규명되지 않은 이유로 대기를 상실했고, 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 온화한 환경도 함께 사라짐
새 모델은 기존의 ‘순간 포착형’ 기후 모델과 달리, 수천~수백만 년에 걸친 기후 변화를 연속적으로 시뮬레이션해 빙하·호수의 형성과 소멸 시점을 정밀하게 추적 가능
연구진은 화성의 자전축 경사 변화가 기후에 큰 영향을 미쳤다고 보고 있으며, 과거 화성의 자전축은 0도에 가까운 상태부터 60도 이상까지 크게 변동
대기 두께와 조성 역시 핵심 변수로, 단순히 CO2가 많다고 해서 따뜻한 기후가 형성되지는 않으며, 고대 화산 활동으로 방출된 수소가 CO2와 결합해 온실 효과를 강화했을 가능성이 제기됨
또한 소행성·혜성과의 대규모 충돌이 일시적으로 기후를 변화시켰을 가능성도 모델을 통해 검증 중
이러한 연구는 화성에 국한되지 않고, 다른 항성 주위를 도는 외계 행성의 거주 가능성을 정의하는 데에도 중요한 과학적 기준을 제공
연구진은 액체 물이 안정적으로 존재할 수 있는 조건을 규명함으로써, 생명 친화적 환경의 범위를 이해하는 데 기여하고자 함