지구에서 가장 높은 산은 에베레스트입니다. 해발 8,849미터의 이 거대한 산은 수많은 등반가들의 도전 목표이자 자연의 경이로움을 보여주는 상징입니다. 하지만 태양계 전체로 범위를 넓히면 에베레스트는 그저 작은 언덕에 불과합니다. 화성에는 에베레스트보다 약 3배나 높은 거대한 화산이 존재하는데, 바로 올림푸스 몬스입니다. 높이 약 22킬로미터에 달하는 이 화산은 태양계에서 가장 높을 뿐만 아니라 가장 큰 화산이기도 합니다. 오늘은 이 놀라운 화산의 비밀과 그것이 만들어진 이유를 탐구해보겠습니다.
※ 아래는 화성의 거대한 화산 올림푸스 몬스의 모습을 표현한 이미지입니다.
📑 목차
올림푸스 몬스의 엄청난 크기
올림푸스 몬스는 화성의 타르시스 지역에 위치한 거대한 순상 화산입니다. 순상 화산이란 용암이 천천히 흘러나와 넓게 퍼지면서 만들어진 방패 모양의 화산을 의미합니다. 하와이의 마우나로아 화산도 이런 형태인데, 올림푸스 몬스는 그보다 훨씬 거대합니다.
올림푸스 몬스의 높이는 측정 기준에 따라 다르게 표현됩니다. 화성 전체의 평균 표면을 기준으로 하면 약 21킬로미터, 중앙 봉우리를 기준으로는 22킬로미터, 북쪽 아마조니스 평원을 기준으로 하면 무려 26킬로미터에 달합니다. 에베레스트 높이가 8.8킬로미터이니 약 2.5배에서 3배 정도 높은 셈입니다.
높이도 놀랍지만 폭은 더욱 경이롭습니다. 올림푸스 몬스의 지름은 약 550킬로미터에 달하며, 전체 면적은 약 30만 제곱킬로미터입니다. 이는 한반도 전체 면적보다 넓고, 프랑스나 이탈리아의 국토 면적과 맞먹는 크기입니다. 하나의 화산이 한 나라만한 크기인 것입니다.
올림푸스 몬스의 정상에는 칼데라라고 불리는 거대한 분화구가 있습니다. 이 칼데라는 길이 85킬로미터, 너비 60킬로미터에 달하며, 깊이는 약 3킬로미터입니다. 칼데라 안을 자세히 보면 6개의 분화구가 겹쳐져 있는 모습을 볼 수 있는데, 이는 여러 차례에 걸쳐 화산 활동이 일어났음을 보여줍니다.
이토록 거대해진 이유
올림푸스 몬스가 이처럼 거대해질 수 있었던 이유는 무엇일까요? 여러 요인이 복합적으로 작용했지만, 가장 중요한 두 가지 이유가 있습니다.
첫 번째는 화성의 약한 중력입니다. 화성의 중력은 지구의 약 38퍼센트 수준입니다. 지구에서는 산이 일정 높이 이상 자라면 자체 무게를 견디지 못하고 무너지거나 가라앉습니다. 하지만 화성에서는 중력이 약하기 때문에 훨씬 높은 산을 지탱할 수 있습니다. 만약 올림푸스 몬스가 지구에 있었다면 자체 무게로 인해 이미 무너졌을 것입니다.
두 번째이자 더 중요한 이유는 화성에 판 구조 운동이 없다는 점입니다. 지구에서는 지각판이 끊임없이 움직입니다. 하와이 같은 화산은 맨틀 깊숙한 곳의 열점에서 마그마가 분출하여 만들어지는데, 판이 움직이기 때문에 화산이 열점에서 멀어지고 새로운 위치에 또 다른 화산이 생깁니다. 그 결과 하와이 제도처럼 여러 개의 작은 화산들이 일렬로 늘어서게 됩니다.
하지만 화성에는 판 운동이 거의 없습니다. 열점 위의 지각이 고정되어 있기 때문에 마그마가 수억 년 동안 같은 장소에 계속 분출됩니다. 용암이 한 곳에만 계속 쌓이면서 점점 더 높고 큰 화산이 만들어진 것입니다. 올림푸스 몬스의 형성 시기는 약 30억 년 전으로 추정되며, 이는 그때부터 이미 화성의 지각 운동이 멈춰 있었다는 강력한 증거입니다.
세 번째 요인은 낮은 대기압으로 인한 느린 침식입니다. 화성의 대기압은 지구의 약 1퍼센트 수준에 불과합니다. 따라서 바람과 물에 의한 침식 작용이 매우 느리게 진행됩니다. 지구였다면 풍화와 침식으로 깎여 내렸을 부분들이 화성에서는 그대로 보존되어 거대한 규모를 유지할 수 있었습니다.
올림푸스 몬스의 구조와 특징
올림푸스 몬스는 단순히 크기만 거대한 것이 아니라 독특한 구조적 특징들을 가지고 있습니다.
가장 눈에 띄는 특징은 산의 가장자리를 둘러싼 거대한 절벽입니다. 올림푸스 몬스의 바깥쪽 경계에는 높이 약 6킬로미터에서 8킬로미터에 달하는 가파른 단층애가 형성되어 있습니다. 이 절벽이 어떻게 만들어졌는지는 아직 완전히 밝혀지지 않았지만, 거대한 산사태나 화산 활동으로 인한 붕괴가 원인일 것으로 추정됩니다.
올림푸스 몬스를 지탱하는 암석권의 두께는 약 70킬로미터로 추정됩니다. 이렇게 두꺼운 암석층이 있어야 이 거대한 화산의 무게를 견딜 수 있습니다. 화성의 지각이 이 엄청난 하중으로 인해 아래로 눌려 있을 가능성도 있습니다.
표면의 용암 흐름 흔적들을 분석한 결과, 올림푸스 몬스는 수천 번에 걸친 용암 분출로 만들어졌음이 밝혀졌습니다. 현무암질 용암이 매우 유동적으로 흘러나와 넓게 퍼지면서 층층이 쌓인 것입니다. 이런 현무암 화산은 지구의 하와이 화산들과 비슷한 방식으로 형성됩니다.
올림푸스 몬스의 정상 기압은 약 72파스칼로, 화성 평균 표면 기압 600파스칼의 약 12퍼센트에 불과합니다. 이는 매우 희박한 대기이지만, 그럼에도 불구하고 정상 위로 먼지 구름이 자주 형성됩니다. 2024년에는 올림푸스 몬스 정상에서 물 서리가 발견되기도 했는데, 이는 화산 칼데라 내부의 특별한 미기후 때문으로 추정됩니다.
완만한 경사의 비밀
올림푸스 몬스의 가장 역설적인 특징은 엄청난 높이에도 불구하고 경사가 매우 완만하다는 점입니다.
올림푸스 몬스의 평균 경사는 약 5퍼센트, 각도로는 약 2.3도에 불과합니다. 이는 1킬로미터를 갈 때 고작 40미터 정도만 올라간다는 의미입니다. 지구의 일반적인 산책로보다도 완만한 경사입니다. 에베레스트의 평균 경사가 약 40도인 것과 비교하면 엄청난 차이입니다.
이렇게 완만한 경사 때문에 올림푸스 몬스에는 독특한 현상이 나타납니다. 만약 올림푸스 몬스 아래에 서 있다면 정상이 보이지 않습니다. 화성은 지구보다 작은 행성이라 지평선이 더 가까운데, 올림푸스 몬스가 워낙 넓어서 정상까지의 거리가 너무 멀기 때문에 정상이 지평선 아래로 내려가 버리는 것입니다.
반대로 정상 근처에 있는 관측자도 자신이 매우 높은 산에 있다는 것을 알아차리기 어렵습니다. 산의 경사가 워낙 완만하고 시야에 비교할 만한 다른 지형이 없기 때문입니다. 수평선은 불과 3킬로미터 떨어진 곳에 있어서 주변이 평평하게 보일 것입니다.
완만한 경사는 이론적으로 등반을 쉽게 만듭니다. 화성의 약한 중력까지 고려하면 특별한 등반 장비 없이도 걸어서 올라갈 수 있을 정도입니다. 물론 실제로는 산소 부족, 극저온, 강한 자외선 등 다른 위험 요소들이 있지만, 지형 자체는 매우 접근하기 쉬운 편입니다.
탐사의 어려움과 미래
올림푸스 몬스는 과학적으로 매우 흥미로운 장소지만, 탐사하기에는 여러 어려움이 있습니다.
가장 큰 문제는 높은 고도로 인한 대기 밀도 부족입니다. 화성 탐사선들은 대기의 저항을 이용해 속도를 줄이고 낙하산으로 안전하게 착륙합니다. 하지만 올림푸스 몬스 정상은 대기가 너무 희박해서 이런 방법을 사용할 수 없습니다. 로켓 역추진만으로 착륙해야 하는데, 이는 훨씬 더 많은 연료가 필요합니다.
두 번째 문제는 먼지입니다. 올림푸스 몬스는 화성에서 가장 먼지가 많은 지역 중 하나입니다. 표면이 미세 먼지로 덮여 있어 암석 샘플을 채취하기 어렵고, 탐사 로봇의 태양 전지판을 가릴 수 있습니다. 또한 먼지가 기계 장치에 들어가 고장을 일으킬 위험도 있습니다.
하지만 올림푸스 몬스는 여전히 매력적인 탐사 목표입니다. 이 화산을 연구하면 화성의 지질학적 역사와 화산 활동에 대해 많은 것을 배울 수 있습니다. 30억 년에 걸친 화산 활동의 기록이 층층이 쌓여 있기 때문에, 마치 타임캡슐을 열어보는 것과 같습니다.
2024년 올림푸스 몬스 정상에서 물 서리가 발견된 것은 특히 중요한 의미를 가집니다. 매일 아침 형성되는 서리의 양을 계산하면 올림픽 수영장 60개 분량의 물에 해당합니다. 미래의 화성 탐사나 거주를 위해 물은 필수적인 자원이므로, 이 발견은 올림푸스 몬스가 단순한 관광지가 아니라 실용적 가치도 있음을 보여줍니다.
태양계 최대 화산의 의미
지금까지 태양계에서 가장 높은 화산인 화성의 올림푸스 몬스에 대해 알아보았습니다. 이 거대한 화산은 우주의 경이로움과 행성 과학의 신비를 동시에 보여줍니다.
올림푸스 몬스는 높이 약 22킬로미터, 지름 약 550킬로미터에 달하는 순상 화산입니다. 에베레스트보다 약 3배 높고, 면적은 한반도보다 넓은 이 화산은 태양계에서 가장 높고 큰 산으로 알려져 있습니다. 정상에는 길이 85킬로미터에 달하는 거대한 칼데라가 있으며, 6개의 분화구가 겹쳐져 있습니다.
이토록 거대한 화산이 만들어질 수 있었던 이유는 화성의 특별한 조건 때문입니다. 약한 중력, 판 구조 운동의 부재, 느린 침식이 복합적으로 작용했습니다. 특히 판 운동이 없어서 열점 위에서 30억 년 동안 계속 마그마가 분출되며 용암이 한 곳에만 쌓일 수 있었던 것이 가장 중요한 요인입니다.
올림푸스 몬스의 구조는 독특합니다. 가장자리를 둘러싼 8킬로미터 높이의 절벽, 70킬로미터 두께의 암석권, 수천 번의 용암 분출로 만들어진 층상 구조 등이 특징입니다. 정상에서는 최근 물 서리도 발견되어 미래 탐사의 가능성을 높였습니다.
엄청난 높이에도 불구하고 경사는 매우 완만합니다. 평균 경사 약 2.3도로, 이론적으로는 걸어서 올라갈 수 있을 정도입니다. 하지만 이 완만함 때문에 아래에서 정상이 보이지 않고, 정상에서도 주변이 평평하게 보이는 독특한 현상이 나타납니다.
탐사는 어렵지만 과학적 가치는 큽니다. 높은 고도와 많은 먼지가 착륙을 어렵게 하지만, 30억 년의 화산 활동 기록과 물 자원은 올림푸스 몬스를 매력적인 탐사 목표로 만듭니다. 이 화산을 연구하면 화성의 지질학적 진화와 과거 환경에 대해 많은 것을 배울 수 있습니다.
올림푸스 몬스는 단순히 태양계에서 가장 높은 산이 아니라, 행성의 진화와 지질학적 과정을 이해하는 살아있는 교과서입니다. 화성이 어떻게 변화해왔고, 판 구조 운동이 행성의 표면에 얼마나 큰 영향을 미치는지 보여주는 증거입니다. 언젠가 인류가 직접 올림푸스 몬스를 탐사하고 그 정상에 설 날이 온다면, 그것은 우주 탐험 역사에서 가장 기념비적인 순간이 될 것입니다.