아무도 예상하지 못한 반전으로, 과학자들은 화성의 내부가 단순한 균일한 암석 덩어리가 아니라, 평범한 온도조절기를 울게 만들 온도 불균형을 가지고 있다는 것을 발견했다. 행성의 남쪽 내부는 북쪽 절반보다 무려 200~400도 더 뜨거운 것으로 보이며, 부분적으로 녹아 있을 수도 있다. 8월 27일 네이처에 게재된 이 발견은 생명체가 살았을지도 모르는 태평했던 시절을 포함한 붉은 행성의 지질학적 역사에 대한 새로운 창을 제공한다.

캘리포니아 공과대학(Caltech) 졸업생(박사 '26)으로 현재 애리조나 대학에 있는 알렉산더 번(Alexander Berne)이 이 연구를 이끌었다. 그는 중력의 미묘한 변화를 이용해 행성 내부를 들여다보는 모델을 개발한 후 이를 화성에 적용했다. 연구팀은 화성 글로벌 서베이어(Mars Global Surveyor), 화성 오디세이(Mars Odyssey), 화성 정찰 궤도선(Mars Reconnaissance Orbiter) 등 세 화성 탐사선의 수십 년간 데이터를 분석했다. 우주선 속도의 미세한 변화를 추적하여 화성 주변의 중력장을 재구성했다.

조석 단층촬영(tidal tomography)이라는 기술을 사용하여, 화성이 타원 궤도와 기울어진 자전축을 가지고 있기 때문에(왜냐하면 모든 것이 단순하면 안 되니까) 태양의 중력이 화성에 미치는 영향이 계절에 따라 어떻게 변하는지 연구하고, 행성 내부 모델을 구축했다. "과학자들은 보통 행성 내부가 일반적으로 구형 대칭이라고 가정하지만, 반드시 그런 것은 아닙니다." 번은 말한다. "더 많은 중력 데이터를 얻을수록, 행성 내부 구조의 3차원적 복잡성을 결정할 수 있습니다."

화성은 항상 두 반구의 대조적인 이야기였다: 남쪽은 산악 지형과 크레이터로 덮여 있고, 북쪽은 평평하고 낮다. 이제 그 대비가 깊숙이, 수백 도까지 이어진다는 것을 알게 되었다. 이 숨겨진 열은 남쪽의 철이 풍부한 광물에서 나타나는 특이한 자기 신호, 그리고 NASA의 인사이트(InSight) 임무의 지진파가 그곳에서 에너지를 더 빨리 잃는 이유와 같은 다른 화성의 미스터리를 설명할 수 있다. "북쪽과 남쪽 사이의 이분법은 화성의 수문학에 영향을 미쳤을 수 있는 과정, 특히 물을 담았을 수 있는 분지의 형성에 대한 정보를 제공하기 때문에 이해하는 것이 중요합니다." 공동 저자인 캘리포니아 공과대학 박사후 연구원이자 전 인사이트 팀원인 아미르호세인 바게리(Amirhossein Bagheri)는 말한다.

이 열 이상 현상의 원인에 대해 연구자들은 몇 가지 추측을 내놓았다: 북쪽에서 열을 방출한 거대한 충돌, 남쪽 맨틀의 자연 대류, 또는 단열이 잘 안 된 다락방처럼 열을 가두는 두꺼운 지질 구조. "조석 단층촬영으로 밝혀낸 화성 지각 이분법 아래의 열 이상"이라는 제목의 이 논문에는 브라운, 애리조나, NASA 고다드, 중앙연구원, 로마, 델프트, UCLA, 텍사스, 콜로라도 볼더, UC 산타크루즈 출신의 행성 과학계 유명 인사들이 대거 참여했다.

그래서 화성은 단순히 차갑고 죽은 암석이 아니라, 뜨거운 홍조를 띤 차갑고 죽은 암석이다. 누가 알았을까?