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화성 온난화로 인류의 화성 거주 가능성을 높일 수 있을까. 8월 7일, 에드윈 카이트 미국 시카고대 지구물리과학부 교수가 이끈 공동연구팀이 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 화성의 먼지를 활용해 화성의 기온을 높이는 방법을 제시했다. ^{doi: 10.1126/sciadv.adn4650}

연구팀은 화성의 기온을 높일 먼지 재료로 화성에 풍부한 철과 알루미늄을 지목했다. 철과 알루미늄을 약 9탆(마이크로미터, 1탆는 100만 분의 1m) 길이의 막대 모양 나노입자로 잘게 부숴 공중으로 방출하면 인공 에어로졸이 만들어진다. 대기를 떠도는 작은 고체 입자 또는 액체 방울인 에어로졸은 햇빛을 지표면으로 반사해 적외선 형태로 복사되는 열에너지를 효율적으로 흡수한다. 태양열이 우주로 달아나지 않게 가두는 ‘온실효과’가 생기는 것이다. 

막대 모양의 나노입자는 구형 나노입자보다 더 효과적이다. 대기 밀도가 낮은 화성에서 안정적으로 떠다니며, 열에너지를 흡수하는 효율이 높기 때문이다. 연구팀은 화성 대기에 막대 형태의 나노입자를 살포할 경우 화성의 온도가 얼마나 상승할지 시뮬레이션했다. 그 결과, 나노입자를 160mg/m밀도로 살포하면 이산화탄소, 메탄 같은 온실가스보다 5000배 더 효율적으로 대기의 온도를 상승시키는 것으로 드러났다.

다만 상승시킬 수 있는 대기 온도에는 한계가 있었다. 연구팀은 나노입자를 초당 30L씩 지속적으로 방출할 경우 10년 동안 화성의 온도를 10℃ 이상 상승시킬 수 있다고 계산했다. 화성의 현재 평균 온도는 영하 62℃인데, 이를 영하 52℃까지 올릴 수 있다는 의미다.

인간이 살기에는 여전히 척박하지만, 그럼에도 화성의 온도를 10℃ 높이면 미생물이 생존할 수 있는 환경을 만들 수 있고, 장기적으로 화성에 액체 상태의 물이 존재할 가능성을 높여 식생 성장의 기틀을 마련할 수 있다. 이를 통해 최종적으로는 화성 대기에 산소를 추가할 수 있게 해준다는 것이 연구팀의 설명이다. 카이트 교수는 “이 연구는 탐사를 위한 새로운 길을 열어주고, 화성에서 지속 가능한 인간의 거주지를 확립한다는 오랜 꿈에 한 걸음 더 가까이 다가갈 수 있게 해줄 것”이라 말했다.

한 여름 화성 표면 온도 3D 모델

▲Science Advances

연구팀은 1년 중 가장 더운 시기, 가장 더운 지역에 막대형 나노입자가 살포됐을 때 화성 표면에 나타나는 온도 변화를 3D 모델로 구현했다. 위 그림은 나노 입자가 살포되지 않은 경우, 아래 그림은 살포된 경우다.

 

▲GIB