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태양계 내 생명체

태양계 내 생명체
화성의 생명체
화성화성표면
태양계 행성 중 화성은 지구와 가장 환경이 비슷하다는 이유로 오래 전부터 생명체의 존재 가능성이 제기되어 왔다. 그러나 실망스럽게도 처음 화성에 착륙한 바이킹 우주탐사선이 찍은 화성의 모습은 황량한 사막에 불과했고 생명체라곤 어디에도 찾아볼 수 없었다.

그럼에도 불구하고 학자들은 생명체의 가능성을 포기하지 않았고, 얼마 전 남극에서 찾은 화성에서 왔을 것이라고 추정되는 운석으로부터 과거 화성에 미생물이 존재했을 것이라는 증거를 제시했다.

화성운석
이 운석은 남극의 '알랜 힐스'에서 발견된 것으로 나사와 일부 과학자들은 이 돌이 1600만 년 전까지 화성에 있었으며, 그 후 화성을 탈출해 태양계를 떠돌다가 1300년 전 지구로 떨어진 화성 운석일 것으로 추정하고 있다. 그리고 이 운석의 내부에서 36억 년 전 미생물이 살았다는 증거를 확인했다고 한다.

어떤 근거로 그들은 그런 주장을 할 수 있을까 ? 이 운석이 원래 지구에 있지 않았다는 증거는 우주선(cosmic ray) 자국을 통해 확인할 수 있었다.

우주선은 빛의 속도에 가까운 아주 빠른 속도를 가지고 돌아다니는 것으로 우주공간을 떠도는 물체의 표면에 부딪히면 빗금의 흔적을 남긴다. 그러나 우주선의 대부분은 지구대기를 통과하지 못하므로 지표면에 있는 물체에는 거의 영향을 미치지 못한다. 이 돌에는 우주선에 의한 흔적을 많이 발견할 수 있고, 그 수를 헤아려보면 얼마나 오래 우주공간에 머물렀는지도 알 수 있다. 그렇게 추정된 기간이 1300만년이다.

화성의 돌이었다는 증거는 어디에서 찾을 수 있었을까? 화성을 탐사한 바이킹 우주선에 의해 인류는 화성의 대기가 어떤 성분으로 구성되어 있는지 알고 있었다. 이 돌의 내부에는 기공이 있고, 그 기공 내부에서 추출한 공기의 성분이 화성의 공기 성분과 거의 일치한다는 것이다. 이것으로 우리는 이 운석이 화성에서 왔을 것이라고 추정할 수 있었다.

그러면 어떤 과정을 통해 이 운석이 화성에서 탈출할 수 있었을까 ? 아마도 1300만 년 전 거대한 소행성이 화성의 표면에 부딪혔을 것이고, 충돌 과정에서 발생한 강한 열은 화성 표면을 녹였을 것이다. 그리고 강한 열에 녹은 화성 표면이 식는 과정에서 화성 공기의 일부가 흡입되어 기공이 만들어졌을 가능성이 있다. 거대한 소행성의 충돌은 화성 표면 물질을 산산 조각 내고 또한 쪼개진 물질 덩어리들은 엄청난 속도로 사방으로 흩어지는데 그 중 빠른 것은 화성의 중력권을 탈출할 수도 있게 된다. 그렇게 화성을 탈출한 돌은 태양계를 떠돌면서 우주선의 영향으로 표면에 빗금이 생기고 어느 날 지구 가까이 지나다가 지구 중력권 안으로 들어와 지표면에 떨어졌을 것이라는 예상이다.

화성운석의 내부
사진은 화성 운석 내부를 확대한 것으로 지렁이처럼 길게 늘어진 것들이 발견된다.

이들의 크기는 사람 머리카락의 1/100 에 불과하지만 전형적인 미생물의 모습을 하고 있다. 그러나 이와 같은 증거에도 불구하고 화성 운석이라 제시된 돌이 사실은 지구 돌일 가능성이 있다는 문제 제기 역시 만만찮다. 무엇보다 화성 운석의 성분이 지구와 별 차이가 없기 때문에 구분이 쉽지가 않으며, 우리가 알고 있는 화성의 정보는 극히 제한되어 있다는 것이다. 따라서 보다 진보된 정보를 확립하기 위해서는 탐사선이 직접 화성의 표면 물질을 채취해 지구로 가져오는 것이 최선일 수 있다.
금성의 생명체
금성
생명체가 만들어질 수 있는 행성의 조건으로 제시되는 것들 중에는 대기의 유무, 물(액체)의 유무 등이 있다. 금성은 태양으로부터 약 1억 km, 즉 지구-태양 간 거리의 약 0.72배 정도 떨어져 있으며, 반지름은 지구보다 약간 작은 6052km이다. 망원경으로 본 금성의 모습에서 이미 금성에는 대기가 있음을 우리는 알고 있었다. 그런 점 때문에 금성 역시 오래 전부터 생명체의 존재 가능성이 제시되어 왔다.

그러나 마젤란 우주탐사선이 금성의 주위를 선회하면서 찍은 사진 자료를 보면 금성에는 강이나 바다의 모습을 확인할 수 없었다. 뿐만 아니라 금성의 대기는 주로 이산화탄소로 구성되며, 온도가 약 500도 에 달해 납을 녹일 정도에 해당된다. 이러한 여러 여건을 토대로 과학자들은 과거의 생각과는 달리 금성에서는 생명체가 없을 것으로 추정하고 있다.
유로파의 생명체
보이저 우주탐사선이 목성을 지나면서 찍은 목성의 위성인 유로파의 표면은 얼음판으로 덮여져 있었고, 그것을 본 일부 과학자들은 유로파의 얼음판 밑에 물이 있고 그곳에 어쩌면 생명체가 있을지도 모른다는 주장을 하게 된다. 그러나 유로파는 태양으로부터 상당히 멀리 떨어져 있기 때문에 표면온도가 영하 100도 이하일 가능성이 높다. 따라서 액체상태의 물이 존재하기는 쉽지 않다. 그런데 어떤 논리로 과학자들은 물의 존재를 예측했을까?

유로파의 지하 깊은 곳에서는 강한 열이 방출되고 표면의 얼음 층은 그 열이 밖으로 빠져나가는 것을 막아줌으로써 상대적으로 높은 온도를 유지할 수 있다는 것이 그들의 주장이었다. 그러나 유로파의 내부에 정말로 높은 온도를 유지시킬 만큼 강한 열을 방출할 수 있는 것이 무엇인지에 대해서는 한동안 정확한 답을 던지지 못했다.
유로파 표면유로파
그런데 최근 목성 탐사선인 갈릴레오 탐사선이 새로운 자료를 지구에 보내왔다. 유로파가 목성의 자기장을 통과할 때 유로파에서도 자기장이 측정된다는 사실이다. 이것이 의미하는 바는 무엇일까?

유로파는 목성을 타원운동을 한다. 따라서 목성 가까이에 접근하기도 하지만 멀어지기도 하는데 목성 가까이 접근해 목성의 자기권 안으로 들어가면 유로파에도 자기장이 측정된다는 것이다. 그런데 원래 유로파에는 자기장이 없다. 그런데 어떻게 자기장이 측정될까? 이것은 유도자기장이기 때문이다. 즉, 유로파의 내부에 전기 성질을 띤 물질이 있어 목성의 중력에 의해 그들이 움직이며, 즉, 자기장 주위에서 전기를 띤 물질이 움직이면 자기장이 유도된다는 것이다. 유로파 내부에 전기를 띤 유동성 물질은 무엇이란 말인가. 그 답은 과학자들은 소금물이라 추정하고 있다. 그 소금물은 목성의 조석력에 의해 열을 받아 얼지 않고 전기를 띤 상태로 목성의 자기권 안으로 진입할 수 있다. 그러면서 목성의 중력에 의해 생긴 조석력에 의해 소금물은 움직이게 되고, 그에 따라 자기성의 유도된다는 설명이다.

만약 정말로 유로파의 표면 아래가 얼음물로 되어 있다면 아마도 그 크기는 지구의 태평양과 대서양을 합한 것보다 더 넓을 것으로 추정된다. 그리고 지구를 예로 든다면 생명체의 탄생은 물과 밀접한 관계가 있으므로 어쩌면 유로파의 내부에 미생물이 존재할지도 모른다는 가능성까지 논리가 확대된다. 그렇다면 화성의 경우 과거에 생명체가 존재했을 것이란 가능성만 있는 것이기 때문에 오히려 사람들의 외계 생명체에 대한 관심은 화성에서 유로파로 방향이 변할지도 모른다.
타이탄의 생명체
타이탄의 북극
토성의 가장 큰 위성인 타이탄은 비록 반지름이 2575km, 즉 수성 크기에 불과하지만 수성과는 달리 대기층을 갖고 있다. 타이탄이 이처럼 대기층을 가질 수 있는 이유는 태양으로부터 멀리 떨어져 있어 온도가 낮기 때문이다. 즉, 온도가 낮으면 기체의 운동이 약해 약한 중력으로도 기체가 도망가지 못하도록 붙잡을 수 있기 때문이다.

대기가 있다는 점은 생명체가 존재할 가능성이 있음을 의미한다. 그러나 단지 대기가 있다고 생명체가 존재할 수 있는 것은 아니다. 다른 여건, 즉, 액체가 존재 유무 등도 관계된다. 타이탄 대기의 주성분은 질소 분자이며, 대기압은 지구의 약 1.5배 정도이며, 온도는 영하 약 179도 이다. 지표에는 메탄이나 에탄의 바다가 존재하는 것으로 생각되는데, 거기에는 유기물이 있을 가능성도 있다. 타이탄의 대기는 이제까지 생화학자가 생명의 기원에 관한 실험을 통해 알려져 온 가스 성분에 가장 가깝다는 점에서 이론적으로는 타이탄의 바다 아래에 핵산 염기나 아미노산이 퇴적물이 되어 있을 가능성도 무시할 수 없다. 그러나 지구상의 생명에서는 필수적 재료 물질인 핵산의 기본 구성 분자 뉴클레오티드의 부품인 인산의 생성이 어려울지 모른다는 점에서 생명체가 만들어진 상태인지는 의문이다.
최종수정일

2017년 3월 27일