우리가 살고 있는 지구는 태양계에서 유일하게 생명체가 존재하는 행성으로 알려져 있다. 그러나 인류는 오래전부터 ‘제2의 지구’를 찾아왔다. 그중 가장 유력한 후보가 바로 화성(Mars)이다.
화성은 지구와 여러모로 닮은 점이 많지만, 동시에 생명체가 살기에는 너무도 다른 환경을 지니고 있다. 최근에는 일론 머스크의 스페이스X, NASA의 탐사 프로젝트, 중국과 유럽의 우주계획 등 다양한 시도가 화성을 향하고 있어, 이 두 행성의 비교는 더욱 흥미로운 주제가 되고 있다.
이번 글에서는 화성과 지구를 다각도로 비교해보며, 이 두 행성이 어떻게 같고 어떻게 다른지 알아보자.
크기와 구조 – 작지만 닮은꼴인 화성
화성은 지구와 외형상 가장 비슷한 행성 중 하나다. 그러나 실제 크기와 구조를 비교해 보면 생각보다 큰 차이가 있다.
행성의 크기 비교
지구의 지름: 약 12,742km
화성의 지름: 약 6,779km
→ 화성은 지구의 절반 정도 크기밖에 되지 않는다.
질량도 지구의 약 10% 수준이며, 표면 중력은 지구의 0.38배에 불과하다. 이는 화성에서는 몸무게가 1/3 이하로 느껴진다는 뜻이다. 예를 들어, 지구에서 60kg인 사람은 화성에서 약 23kg의 체중만 느끼게 된다.
내부 구조와 지각
화성 역시 지구처럼 핵, 맨틀, 지각으로 이루어져 있다. 하지만 핵이 작고 식어가고 있기 때문에 지구처럼 활발한 지질 활동은 거의 없다. 화산이나 지진의 흔적은 있지만, 현재 진행 중인 판 구조 운동은 없는 것으로 보인다.
지표면은 화산과 협곡, 충돌구로 뒤덮여 있으며, 한때는 물이 흐르던 흔적이 곳곳에서 발견된다.
대기와 기후 – 극과 극의 환경 차이
화성의 가장 큰 약점은 바로 대기 구성과 기후다. 이 두 가지 요소는 생명체가 살아가는 데 중요한 조건이 되는데, 화성은 이 부분에서 지구와 현격히 다르다.
대기 구성
지구 대기: 질소(78%), 산소(21%), 이산화탄소(0.04%)
화성 대기: 이산화탄소(95.3%), 질소(2.7%), 아르곤(1.6%), 산소는 극소량
화성에는 호흡에 필요한 산소가 거의 존재하지 않으며, 대기압은 지구의 약 1%밖에 되지 않는다. 따라서 대기권 내에서는 인간이 그대로 호흡하거나 생존할 수 없다.
기후와 온도
지구 평균 기온: 약 15도
화성 평균 기온: 약 -63도
→ 화성은 극도로 추운 행성이며, 밤이 되면 -100도 이하로 떨어지기도 한다.
또한, 화성은 대기가 얇기 때문에 태양 복사열을 잘 유지하지 못한다. 계절 변화는 존재하지만, 극심한 온도 변화와 먼지폭풍이 자주 발생하며, 이러한 기후 조건은 인류 거주에 큰 장애가 된다.
물의 존재 – 지구의 풍요로움 vs. 화성의 흔적
물이 있는가?는 생명체 존재 가능성을 판단하는 가장 중요한 요소다. 지구는 바다와 강, 호수로 가득 차 있지만, 화성은 그렇지 않다.
지구는 ‘물의 행성’
지구 표면의 약 70%는 물로 덮여 있다. 대기 중에도 수증기가 존재하며, 기후 순환에 의해 비, 눈, 구름 등 다양한 형태로 물이 순환한다. 이는 지구가 생명체가 살 수 있는 최적의 환경임을 보여준다.
화성에 물이 있었던 흔적
과거 화성에는 강이나 호수가 있었던 흔적, 건천(乾川), 침식 지형, 지하 얼음층 등이 발견되었다. NASA는 여러 탐사선을 통해 지표면 아래에 얼음 상태의 물이 존재한다는 증거를 다수 확보했다.
2020년에는 이탈리아 연구진이 화성 남극 근처 지하에 액체 상태의 물 호수가 있을 가능성을 발표하기도 했다. 이는 생명체 존재 가능성에 중요한 단서가 된다.
그러나 현재 화성에서는 액체 상태의 물은 발견되지 않고 있으며, 대부분은 얼어 있거나 대기 중에서 곧바로 승화(기체화)되어 사라진다.
생명체 존재 가능성 – 화성의 도전
지구는 생명으로 가득 찬 행성이다. 미생물부터 인간에 이르기까지 다양한 생명체가 복잡한 생태계를 이루고 있다.
하지만 화성에는 아직까지 생명체의 직접적인 증거가 발견되지 않았다.
생명체 존재 조건
생명체가 존재하려면 기본적으로 다음의 조건이 필요하다.
액체 상태의 물
에너지 공급원(태양광 또는 화학반응)
안정된 환경(적정 온도와 대기)
유기 화합물의 존재
화성은 일부 조건을 충족시킬 가능성은 있지만, 현재까지 지구처럼 복잡한 생명체가 존재했다는 증거는 없다. 다만, 고대 미생물이나 지하에 생존하는 세균의 가능성은 과학자들 사이에서 활발히 논의되고 있다.
탐사의 의미
NASA의 ‘퍼서비어런스(Perseverance)’ 로버는 2021년부터 화성의 고대 삼각주 지역을 탐사하며 생명의 흔적을 찾고 있다. 이 로버는 암석 샘플을 채취해, 향후 지구로 가져올 예정인데, 이를 통해 생명체의 과거 존재 여부가 밝혀질 수도 있다.
인류의 화성 이주 가능성 – 꿈과 현실 사이
최근에는 화성을 향한 인류의 꿈이 구체화되고 있다. 일론 머스크의 스페이스X는 2030년대 초반에 사람을 화성에 보내는 것을 목표로 하고 있으며, NASA 역시 유인 탐사 계획을 진행 중이다.
화성이주가 가능한가?
화성 이주는 기술적으로 엄청난 도전이다. 아래의 문제들을 해결해야만 한다.
장거리 우주 비행 (왕복 최소 500일 이상)
방사선 차단 문제
식량 및 산소 자급자족
주거지 건설 및 생명 유지 시스템
현재 기술로도 이론적인 이주는 가능하지만, 거주에 적합한 환경을 만드는 데는 수십 년 이상의 준비가 필요하다.
테라포밍(Terraforming) 가능성
일부 과학자들은 화성의 환경을 지구처럼 바꾸는 ‘테라포밍’ 개념을 제시하고 있다. 대기를 두껍게 만들고, 산소를 증가시키고, 온도를 높이는 등의 방식으로 인간이 거주할 수 있게 하자는 것이다.
그러나 이러한 작업은 수백 년 이상 걸릴 수도 있으며, 기술적, 윤리적, 경제적 난제가 많다.
닮은 듯 다른 두 행성, 지구와 화성
화성과 지구는 모두 태양계의 이웃이며, 공통점도 많다. 자전축이 기울어 계절이 존재하고, 하루의 길이(지구는 24시간, 화성은 24.6시간)도 비슷하다. 그러나 대기, 기온, 수분, 중력, 생명체 존재 가능성 등 거의 모든 다른 조건에서 화성은 지구보다 훨씬 척박한 환경이다.
그럼에도 불구하고, 인류는 화성을 향해 나아가고 있다. 그 이유는 단순한 이주를 넘어서, 우주에서의 생존 가능성과 지구 너머의 삶을 상상하고 있기 때문이다.
지금 우리가 할 수 있는 일은, 화성 탐사를 통해 지구의 소중함을 다시 깨닫고, 동시에 인류가 우주에서 살아남기 위한 지식과 기술을 축적하는 것이다.
지구는 단 하나뿐이며, 화성은 그 가능성을 탐색하는 거울일지 모른다.