‘화성 소금물 개천’은 ‘눈길 염화칼슘’과 같은 이치

화성 소금물

미국 항공우주국(NASA)이 28일(현지시간) 기자회견에서 강력한 증거를 제시한 '화성 소금물 개천'은 지구 도시들의 '눈길 염화칼슘'과 같은 과학적 현상에 바탕을 두고 있다.

고등학교 화학 시간에 나오는 '용액의 어는점 내림'이 바로 그 원리다.

화성의 표면 온도는 최저 섭씨 영하 143도, 평균 섭씨 영하 63도다. 최고 온도가 섭씨 영상 35도까지 올라갈 때도 있긴 하지만, 대부분의 시기에 화성의 온도는 지구보다 훨씬 낮다.

또 화성의 표면 기압은 지역에 따라 다르지만, 평균으로 따지면 지구의 0.6배 수준이다.

이런 환경에서는 액체 상태의 순수한 물이 존재하기는 어렵다. 온도가 낮아서 순수한 물이 얼음 상태로 존재하기 쉽고, 또 설령 온도가 올라가더라도 기압이 낮아서 물이 액체 상태로 있을만한 구간이 좁고 기체 상태가 되기 십상이다.

그러나 염화나트륨이나 염화마그네슘 등 염류가 물에 섞여 들어가면 상황이 달라진다.

이럴 경우 끓는점은 오르고 어는점은 내려가게 된다. 즉 염류가 섞인 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 온도와 압력 등 조건의 범위가 순수한 물의 경우보다 넓어지는 것이다.

이 중 어는점 내림 현상이 바로 겨울철에 도로에 쌓인 눈과 얼음을 녹이기 위해서 소금이나 염화칼슘을 뿌리는 조치의 과학적 근거다.

특히 칼슘·나트륨·칼륨 등이 과염소산 이온(ClO₄- )과 결합해 생기는 '과염소산염'(perchlorate)이 물에 녹으면 지구의 대기압을 기준으로 하면 영하 70도에서도 물이 얼지 않고 액체로 존재할 수 있다.

미국 조지아 공과대의 박사과정 대학원생인 루옌드라 오이하 등 논문 저자들은 화성 표면을 조사한 스펙트럼 관측 데이터에 입각해 물이 섞인 염류의 존재를 밝혔다.

과학자들은 이렇게 염류가 녹은 물이 얼어붙은 표면 아래에서 흐르고 있을 공산이 크다고 본다는 것이 NASA의 설명이다.

오이하는 "대부분의 사람이 화성의 물에 관해 얘기할 때는 대개 오래전에 물이 있었다거나 얼어붙은 물이 있다거나 하는 것"이라며 이번 연구는 지금도 화성에 액체 상태 물이 존재한다는 점을 과학적으로 보인 데에 의미가 있다고 설명했다.