화성, 판구조론 없이도 지구 같은 마그마 시스템 만들었다

2026년 6월 26일, *네이처 천문학(Nature Astronomy)*에 발표된 한 연구가 화성의 지질학적 과거에 대한 기존의 통념을 완전히 뒤집었습니다. '화성의 용융물이 고갈된 하부 지각과 지각을 가로지르는 마그마 활동의 지진학적 증거(Seismic evidence for a melt-depleted lower crust and transcrustal magmatism on Mars)' 라는 제목의 이 연구는, 붉은 행성인 화성이 판구조론 없이도 지구처럼 거대한 마그마 시스템을 깊은 지하에 품고 있었다는 사실을 밝혀냈습니다 .

지하 24km에서 무엇을 발견했나

옥스퍼드 대학(University of Oxford) 연구진은 NASA의 인사이트(InSight) 탐사선에서 수집한 지진파 데이터를 활용했습니다. 연구진은 화성 표면 아래 약 24km 지점의 경계면을 집중 분석했는데, 수백 가지의 가능한 암석 조성을 열역학 모델링을 통해 지진파 데이터와 비교한 결과, 명확한 조성 차이를 확인했습니다 .

• 지표면부터 24km까지: 고철질(mafic) 암석 (실리카 함량이 높음)
• 24km 아래: 초고철질(ultramafic) 암석 (철과 마그네슘 함량이 높고 실리카는 낮음) – 이는 용융물이 고갈된 하부 지각(melt-depleted lower crust) 의 전형적인 특징입니다 .

이 경계면은 바로 그동안 지구에서만 가능하다고 여겨졌던 과정의 핵심 증거입니다.

그 과정: 지각을 가로지르는 마그마 활동(Transcrustal magmatism)

연구팀은 녹은 암석(마그마)이 화성 지하 깊은 곳에 고이고, 점차 서로 다른 물질로 분리되는 과정을 거쳤다고 결론지었습니다. 무거운 결정은 지각 아래쪽에 가라앉고, 가볍고 진화된 용융물은 위로 올라갔습니다. 이 과정을 지각을 가로지르는 마그마 활동이라고 합니다 .

지구에서 이러한 현상은 주로 화산호(volcanic arcs) 아래에서 발생하며, 대륙 형성과도 밀접한 관련이 있습니다. 과학자들은 이렇게 복잡한 지각 처리가 일어나려면 판구조론에 의한 암석의 지속적인 재활용이 반드시 필요하다고 오랫동안 생각해 왔습니다 .

오랜 가정에 도전하다

화성은 움직이는 지각판이 없는 '고정된 뚜껑(stagnant lid)' 행성입니다. 수십 년간 행성 과학자들은 복잡하고 진화된 지각과 지질학적 재활용이 일어나려면 판구조론이 필수적이라고 가정해 왔습니다. 하지만 이번 발견은 화성이 판구조론 없이도 강력한 내부 재활용 과정만으로 복잡한 지각을 만들 수 있었다는 것을 보여줍니다 .

공동 저자인 옥스퍼드 대학의 존 웨이드(Prof. Jon Wade) 교수는 이 발견의 중요성에 대해, 만약 화성이 판구조론 없이도 이런 복잡한 지각을 발달시킬 수 있다면, "생명체가 살 수 있는 조건이 우리가 생각했던 것보다 더 많은 행성에서 나타날 수 있다는 것을 의미합니다. 여기에는 크기가 작거나 지각 활동이 뚜렷하지 않다는 이유로 그동안 간과되었던 행성들도 포함됩니다"라고 설명했습니다 .

행성 거주 가능성에 대한 시사점

이 연구는 과학자들이 지구 너머에서 생명체를 찾는 방식에 지대한 영향을 미칩니다. 지질학적 재활용은 기후를 조절하고 물과 휘발성 물질의 순환을 유지하는 데 도움을 주며, 이는 우리가 아는 생명체에 필수적인 요소입니다 .

연구 결과는 이러한 마그마 시스템이 화성 북반구 전체에 걸쳐 수백에서 수천 킬로미터에 걸쳐 펼쳐져 있을 가능성을 시사합니다. 이는 고립된 화산이 아니라 서로 연결된 거대한 마그마 시스템이 존재했음을 의미합니다 .

인사이트(InSight)의 유산 위에 세워진 발견

이번 발견은 2018년부터 2022년까지 화성에서 활동한 NASA의 인사이트(InSight) 임무가 남긴 일련의 놀라운 발견 중 가장 최신 결과물입니다. 탐사선은 임무를 마쳤지만, 수집된 데이터는 계속해서 근본적인 통찰력을 제공하고 있습니다. 인사이트의 지진계(SEIS)는 임무 기간 동안 1,300건 이상의 지진 활동을 기록했습니다 . 과거 인사이트 데이터를 활용한 연구들은 액체 상태의 핵을 발견하고 , 고체 내부 핵의 존재를 밝혀냈으며 , 지하수 존재 증거까지 확보한 바 있습니다 .

2026년 6월의 네이처 천문학 연구는 이 퍼즐에 혁명적인 조각을 추가했습니다. 지질학적으로 '조용한' 행성인 화성조차도 한때 지구형 행성의 전유물로 여겨졌던 마그마 기반의 복잡성을 스스로 만들어낼 수 있었다는 사실을 증명했기 때문입니다.