정용환 기자
목성 2번째 위성인 유로파는 물 얼음으로 이뤄진 표면 아래에 바다가 존재한다고 여겨지며 외계 생명이 존재할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 이런 유로파 빙상이 어떻게 형성되는지를 조사한 연구팀이 유로파 빙상은 상향으로 내리는 눈으로 형성되어 있을 가능성이 있다고 주장하고 있다.
미항공우주국 나사(NASA)가 유로파 조사에 이용되는 탐사선 유로파 클리퍼는 2022년 6월 본체가 완성한 게 발표됐으며 2024년 발사될 예정이다. 유로파 클리퍼에 탑재되는 레이더 장치 개발을 주도하는 텍사스대학 오스틴 연구팀은 빙상을 관통해 아래로 펼쳐지는 바다를 조사하는 방법을 연구하면서 유로파 빙상은 어떻게 형성되어 있는지에 대한 수수께끼에 눈을 돌렸다.
유로파 크기는 지구 4분의 1 정도로 표면 빙상은 15∼25km 정도 두께이며 아래쪽 바다는 수심 60∼150km 정도라고 보여진다. 지금까지 연구에선 유로파 바다는 온도와 압력, 염분, 농도에서 남극 대륙 내 빙저호인 보스토크호에 비교적 가까운 게 시사되고 있다고 한다.
연구팀은 유로파 빙상이 형성되는 방법에 대해 남극 빙상이 형성되는 주요 방법으로부터 추정했다. 남극 빙상을 형성하는 주요 방법 중 하나는 응결 얼음(Congelation ice)이며 이미 존재하는 빙상 표면에서 자라는 얼음 유형이다. 또 다른 주요 방법은 결빙(Frazil ice). 결빙 온도까지 떨어진 해수면 표층으로 형성되는 미세한 침상, 판상 얼음이다. 정빙 밀도는 주위 해수보다 작기 때문에 형성된 정빙은 해중을 위쪽으로 부유해 빙상 바닥에 정착한다고 한다.
이들 2가지 방법을 조사한 결과 온도 구배가 낮고 깊이에 의한 온도 변화가 거의 없는 유로파 같은 환경에선 얼음이 얇거나 균열이 들어가는 장소에서 정빙이 일반적이라고 한다. 다시 말해 유로파 빙상 대부분은 해중에서 위쪽으로 떠오르는 물속 눈에 의해 형성됐을 가능성이 높다는 것이다.
응결 얼음에 포함된 염분은 주변 해수 10% 정도지만 정빙 염분 농도는 0.1%에 불과하다. 따라서 유로파 빙상은 보통 정빙으로 구성된 부분이 많다는 이번 연구 결과는 빙상 염분 농도가 이전 추정보다 자릿수가 낮을 가능성을 시사하고 있다. 빙상 염분 농도는 빙상 강도와 구조, 레이더 장치 관측에도 영향을 미치는 만큼 이 같은 내용은 미래 유로파 탐사에 있어 중요하다.
연구팀은 유로파를 탐험할 때 바다 염분 농도와 조성에 관심이 있다며 이는 거주 가능성 또는 여기에 서식할 수 있는 생명 종류를 좌우하는 요소 중 하나이기 때문이라고 밝혔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
