화성에도 계절이 있을까?

지난해 미항공우주국(NASA)의 화성 탐사로봇 피닉스가 화성에서 눈이 내리는 것을 발견했다. 피닉스는 화성 상공 약 3.2㎞의 구름에서 하얀 눈이 쏟아져 내리는 것을 관측했으며, 이 눈은 화성 표면에 도달하기 전 녹은 것으로 NASA는 추정했다. 지구보다 태양에서 멀기 때문에 훨씬 춥고 눈이 내리는 화성, 과연 그곳에 계절이 있을까?

화성은 크기가 지구 절반 밖에 되지 않고, 질량은 10분의 1에 불과하다. 하지만 화성의 자전축이 약 25도 기울어져 있고, 이는 23.5도 기울어진 지구와 비슷하고, 자전주기도 24시간 30분으로 지구와 비슷하다. 이런 특성으로 화성은 지구와 비슷한 계절 변화를 보인다. 특히 화성은 겨울에 이산화탄소와 수증기가 결합해 응결하면서 때때로 눈이 내리기도 한다.

화성을 망원경으로 볼 때 가장 눈에 띄는 곳이 밝고 흰 ‘극관’이다. 이곳은 지구에서 눈 덮인 극지방과 유사하다. ‘극관’은 화성의 추운 겨울부터 발달해 봄에는 위도 50도 정도까지 늘어난다. 화성이 태양을 도는 과정에서 봄과 여름도 생긴다. 이런 변화는 극관의 크기가 다시 줄어든 것으로 확인할 수 있다.

그렇다면 다른 태양계 행성에도 계절이 있을까? 수성은 낮이 176일이나 지속되고 낮 기온이 섭씨 374도씨에 이른다. 또 대기가 없어 대류현상이 일어나지 않아 계절이라 부르기 어려운 뜨거운 상태가 계속된다.

금성은 수성보다 태양과 멀리 떨어져 있지만 대기가 있어 밤에도 450도씨가 넘는 온도를 보인다. 또 자전축이 3도 기울어져 있어 계절 현상을 발견하기 어렵다. 목성은 자전축이 공전축에 거의 직각으로 서 있고 9시간에 한 바퀴씩 자전해 공기 순환이 빨라 계절을 살펴보기 어렵다.

지구의 계절은 23.5도 기울어진 지구의 자전축과 대기의 흐름 때문에 발생하는 자연현상이다. 이런 특징을 감안하면 지구와 닮은 화성을 빼고는 태양계에서 계절을 발견하기 어렵다.

 

박태진 과학칼럼니스트