한국항공우주연구원

  화성에는 대부분 이산화탄소(CO2)로 구성된 얇은 대기층이 있다. 이 얇은 대기층은 물을 얼음 상태로 존재하도록 하기에는 매우 어려우며 빨리 공기 중으로 증발시키게 한다. 하지만, 과거의 화성에는 현재 현재보다 따뜻했으며, 많은 물이 존재하는 환경이였다는 지질학적 발견들이 발견되었고, 이에 근거하여 과학자들은 과거 화성에는 많은 물이 존재하였을 것으로 생각하고 있다. 그리고 과거 따뜻한 환경은 현재 보다 두꺼운 이산화탄소로 구성된 대기층의 영향일 것이라고 가정하고 있다. 하지만, 수십년 동안 탄소들은 어떻게 사라졌는지에 대해서는 의문으로 남겨져 왔다.
  최근 미항공우주국의 제트추진연구소에서는 과거의 화성 대기층 두께와 성분이 현재의 화성 대기로 변천하는 과정에서, 많은 이산화탄소가 어떻게 사라졌는지에 대하여 두 가지 경로를 설명하고 있다. 한 가지는 탄산염 형태로 화성 표면의 암석에 퇴적되어 존재하는 경로이며, 하나는 우주 공간으로 사라지는 경로이다.
  제트추진연구소의 화성 탐사 로버인 큐리오시티의 측정치에서는 최근 화성 대기를 성분을 분석하여 동위원소인 탄소-13가 포함된 이산화탄소가 탄소-12가 포함된 이산화탄소 보다 더 많이 포함된 것으로 측정되었다. 이 측정 결과를 화성 대기에서 이산화탄소가 사라지는 배경과 결부지어 우주 공간으로 이상화탄소가 사라지는 경로에 대한 해석을 내놓았다.
  태양빛으로부터 자외선이 화성 대기 상단의 이산화탄소로 하여금 일산화탄소와 산소로 분리되도록 에너지가 가해지고, 다시 일산화탄소를 탄소와 산소 원자로 분리되도록 존재하도록 에너지가 가해지는데, 이런한 현상은 태양풍과 대기 상단의 스퍼터링(sputtering)이라 불리는 현상이라고 밝히고 있다. 이렇게 생성된 몇 탄소원자는 대기로부터 탈출할
수 있는 충분한 에너지를 가지고 있는 것으로 해석되었다. 그리고, 과거, 몇 연구로부터 동위원소 탄소-12가 탄소-13보다 더 쉽게 대기층을 탈출할 것이라는 것은 이미 밝혀진바가 있었는데, 이러한 결과들을 토대로 이러한 자외선으로 부터의 분리되어 사라지는 메카니즘이 오랜 시간을 거쳐 화성 대기층에서 탄소-12와 탄소-13의 탄소동위 원소의 함량 차이를 나타낸다라고 설명하고 있다.
  최근 나사의 MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) 화성 탐사선은 1초에 약 100g정도의 화성 대기가 이러한 스퍼터링이라는 현상 때문에 사라진다는 측정를 측정하였다. 그리고 이를 통하여 38억년 전 화성의 대기압이 지구의 현재 대기압 보다 조금 높았을 것으로 추정하고 있다. 태양풍은 화성의 고대 대기층을 조금씩 벗겨내어 사라지게 하였으며, 현재에서 수십톤의 화성 대기는 태양풍에 의하여 사라지고 있다. 지구에서는 지구 내부의 자기장의 영향으로 이와 같은 현상이 미미하게 발생한다고 한다.

※ 이 글은 아래 링크의 기사를 참조하여 작성하였습니다.
    http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4778