비밀의 별 화성 제 1부=화성생명체' 둘러싼 5가지 쟁점 > 화 성

앨런힐스 운석은 생명의 씨앗인가

1898년 H.G.웰즈는 SF소설 ‘우주전쟁’을 세상에 내놓았다. 이 소설은 점점 추워지는 화성을 탈출한 화성인이 지구를 침략해온다는 줄거리. 그로부터 1백년이 지난 지금, 화성 생명체는 지구촌 전체를 들썩거리게 하고 있다.

지금 지구를 방문한 것은 화성인이 아니라, 화성에서 떨어져 지구에 충돌한 것으로 추정되는 운석이다. 좀더 자세히 설명한다면 그 운석 속에 포함돼 있는 유기화합물에 불과하다. 더군다나 그 유기화합물은 생명의 기본물질이라고 불리는 단백질이나 핵산(RNA, DNA 등)도 아니다. 그럼에도 지구인들은 마치 화성인이 나타난 것처럼 호들갑을 떨고 있다. 왜 그럴까.

우선 이번에 NASA(미국 항공우주국)가 발표한 ‘화성운석의 생명체 흔적’의 실체를 살펴보자. 1984년 남극 대륙 앨런힐스에서는 화성에서 떨어져 나온 것으로 추정되는 1.9kg짜리 운석(별똥별)이 미국 국립과학재단(NSF) 연구진들에 의해 발견됐다. NASA의 과학자들은 1993년부터 2년 동안 이 운석을 새로 개발된 레이저 질량분석법으로 면밀히 분석한 결과 운석 가운데서 풍부한 다환식방향족탄화수소군(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)을 발견했다고 발표했다. 바로 PAHs가 화성에 생명체가 존재했다는 간접 증거라는 것이 NASA의 주장이다. 이와 관련된 쟁점 5가지를 자세히 살펴보자.

앨런힐스 운석은 화성에서 날아 왔을까

NASA의 발표를 인정하기 위해서는 우선 앨런힐스 운석이 화성에서 온 것이라는 점이 명확해져야 한다. NASA의 주장대로라면 애런힐스 운석은 지금으로부터 1천6백만년 전 소행성이 화성에 충돌하면서 떨어져 나와 태양계내를 방황하다가, 1만3천년 전 지구의 인력에 끌려들어온 것으로 추정된다.

그렇다면 이 운석이 화성 것이라는 증거는 무엇인가. 1976년 바이킹호는 화성에 착륙해 토양샘플을 채취해 분석한 바 있다. 물론 바이킹호는 무인우주선이기 때문에 직접 화성의 흙을 지구로 가져오지는 못했지만 착륙선에서 토양 성분을 분석한 결과를 지구로 전송해왔다. 그 데이터와 앨런힐스 운석의 조성비가 비슷하다는 것이다. 이와같은 방법으로 현재까지 지구상에서 발견된 화성운석은 12개 정도. 앨런힐스 운석(ALH84001)은 바로 이 12개 중의 하나다.



운석 속의 PAHs는 화성물질인가


앨런힐스 운석 속에 포함된 PAHs가 화성에서 생성된 것이냐, 아니면 지구에 떨어지면서, 혹은 떨어진 이후에 남극에서 습득된 것이냐는 문제가 있을 수 있다. 여기에 대해 NASA의 존슨우주센터 화성연구팀장 데이비드 맥케이는 자신있게 대답했다. “운석의 겉이 아니라 중심에 PAHs가 풍부하게 존재하기 때문에 이는 화성물질임이 분명하다.”

가장 핵심적인 문제는 역시 PAHs가 생명체의 화석이냐는 점. 다환식 방향족탄화수소를 용어 그대로 풀이해보면 유기물질의 핵심요소인 탄소와 수소로 이루어진 6각형이 고리모양을 이루면서 여러개 연결돼 있다는 뜻이다. 탄소와 수소가 결합돼 6각형 구조를 이루면 방향족이 된다. 벤젠이나 나프탈렌이 바로 방향족탄화수소다. 방향족이라는 이름이 붙은 것은 냄새가 나기 때문.



PAHs는 생명체의 흔적인가


PAHs는 석탄이나 석유 등 화석연료가 연소할 때 생성된다. 또한 유기물질이 산소가 모자라는 상태에서 불완전 연소할 때도 만들어진다. 자연계에서 흔히 볼 수 있는 물질이라는 것이다. 그럼에도 이 물질이 화성 생명체의 증거로 등장한 이유는 무엇일까.

박테리아처럼 매우 간단한 유기체가 오랜 시간에 걸쳐 분해되는 과정에서도 PAHs가 나타날 수 있기 때문이다. 예를 들면 동식물이 화석화돼 오랜 기간 지나면 석탄이나 석유가 되듯이, 미생물이 화석화되는 과정에서 남는 물질이 바로 PAHs라는 것이다.

NASA 과학자들은 매우 해상도가 높은 전자현미경을 사용해 이 물질이 유기체의 화석인지, 아니면 지구의 자연계에서 늘상 발견되는 평범한 물질인지를 정밀검사했다. 앨런힐스 운석에는 PAHs와 더불어 탄산염알갱이와 자철광, 황화철 등이 들어 있었다. PAHs는 탄산염 방울 가까이서 가장 농도가 높았다. 자철광이나 황화철은 분명 무기물이므로 PAHs는 유기체의 화석이 아닐 수도 있다.

그러나 NASA의 과학자들은 PAHs의 모양이 ‘분명하지는 않지만’ 35억년전에 발견된 지구 박테리아의 모습과 유사하다고 주장했다. 다만 그 크기가 원시 지구박테리아 크기의 1백분의 1밖에 되지 않았다.

이러한 이유 때문에 PAHs가 ‘생명체의 화석’이냐는 점에 대해서는 의견이 분분하다. 이 물질이 생명체의 화석임을 분명하게 밝히려면 최소한 세포기관의 흔적, 즉 세포벽의 잔해물이라도 동시에 발견됐어야 한다. 박테리아와 같은 미생물만 하더라도 핵산과 단백질을 갖춘 어엿한 단세포 생물이기 때문이다.

세계적인 외계생명체 전문가인 칼 세이건조차 “원시박테리아와 같은 생명체의 화석이라면 몰라도 PAHs만으로는 화성생명체의 증거가 될 수 없다”고 말했다. 생명체의 기본벽돌은 단백질과 핵산이다. 이같은 생명표지가 발견된 것도 아닌데 왜 흥분하는지 모르겠다는 것이 이 분야 전문가들의 대체적인 반응.

외계생명체의 가능성을 탐구하는 드레이크방정식에 따르면, 스스로 빛을 내는 항성에서 적당한 거리에 놓여 있어 적절한 에너지를 받는 행성(예를 들면 지구)이 존재한다고 할 때 이 행성에서 생명체가 발생할 확률은 1-100%까지 매우 폭이 넓다. 여기서 100%의 의미는 적당한 거리만 확보한다면 모두 생명체가 탄생한다는 뜻이다. 그러나 화성은 태양으로부터의 거리가 조금 멀어 생성 초기에는 태양으로부터 받는 에너지 규모가 적절하지만 시간이 지나면 공급 에너지양이 모자라는 행성이라고 할 수 있다.



화성에는 지금 생명체가 존재하고 있을까

PAHs가 생명체의 흔적이라고 가정하자. 그렇다면 지금 화성에는 어떠한 형태든 생명체가 존재할 수 있을까. 두가지 가정을 해보자. 하나는 지금으로부터 40억-35억년 전쯤 자연발생한 원시생명체가 어느 정도 번성하다가 추워지는 기후와 희박한 대기 속에서 더이상 진화하지 못하고 완전 절멸됐으며, 그 흔적이 화성 땅 깊숙히 화석의 형태로 남아 있다. 그 하나가 이번에 발견된 PAHs라는 가정이다.

두번째 가정은 원시생명체가 복잡한 생물로 진화하다가 어떤 사건에 의해서 생명체 전체가 절멸했을 가능성이다. 지금 화성 기후는 혹한(평균기온 영하 63℃)과 건조함으로 특징지워지지만, 30억년 전의 화성은 지구와 비슷한 기온이었을 것으로 추정된다. 아마도 북반구는 거대한 바다로 둘러싸여 있었을 것이다. 그렇다면 원시생명체는 어느 정도 진화했을 가능성이 높다.

지구의 예를 들자면 35억년 전에 박테리아 수준의 원시생명체가 탄생하고, 이들이 진화해 10억년 전에는 진핵생물이, 6억년 전에는 바닷속에 강장동물이, 그리고 그 이후 육상생물이 등장한다. 화성 생명체는 어디까지인지는 몰라도 진화를 계속하다가 절멸했을 것이라는 가정이다.

이 두가지 가정 모두 시나리오에 불과하다. 하지만 지금까지의 연구결과를 놓고 볼 때 화성생명체는 복잡한 생물체로 진화하지 못하고 도중에 절멸했을 것이라는 것이 정설이다. 바이킹호가 보내온 자료에 따르면 어디에서도 생명체의 흔적을 찾지 못했고 현재 화성의 환경이 생명체가 살아가기에는 너무나 척박하기 때문이다. 지구 땅을 한줌만 퍼서 분석해보아도 수십만종의 생물체가 꿈뜰거리는 것과 비교해보면 쉽게 짐작이 간다. 더군다나 고등문명체인 화성인은 100% 불가능이라고 할 수 있다.

참고로 드레이크 방정식에서는 생명체가 탄생해서 고등문명체로 진화할 확률을 1-10%정도로 잡고 있다.



NASA는 왜 완전하지도 않은 화성생명체를 발표했을까


사실 NASA측은 발표 당시 매우 조심스러운 입장을 견지했던 것만은 사실이다. 하지만 여론은 ‘외계생명체의 가능성’이라는 빅뉴스를 가만 놔두지 않았고, ‘과학 최대의 발견’ 또는 ‘E.T.존재’ 등 온갖 미사여구와 상상력을 동원해 지구촌을 흥분시키고 있다. 이것은 NASA가 의도했던 바라는 것이 정설이다.

지난 2-3년간 미국은 경제난에 따른 예산 삭감으로 ‘빅사이언스’가 실종되다시피 했다. 미국의 자존심이 걸린 초전도거대가속기(SSC) 계획이 물거품이 돼버렸고, 우주개발이라든가 핵융합 등 돈이 많이 드는 빅사이언스는 된서리를 맞았던 것이다.

그 최대 피해자는 당연히 NASA였다. NASA는 90년대 들어 이렇다할 프로젝트 하나 내놓지 못하고 있다. 최근에 목성에 도착한 갈릴레오호는 80년대에 구상된 계획이다. 3세대 우주정거장인 알파프리덤 계획도 예산문제로 일본이나 유럽쪽에 대부분을 양도하다시피 했고 그나마도 20세기 안에는 성사여부가 불투명하다.

더군다나 88년에 발사됐던 포보스(화성 위성인 포보스 탐사)와 92년에 발사됐던 10억달러짜리 화성탐사선 마르스옵서버가 궤도에 진입하기도 전에 실종되면서 NASA의 화성탐사 계획은 벽에 부딪혀 있었다. 뭔가의 돌파구를 찾지 않으면 안되는 절박한 상황에서 이번 ‘화성 생명체’ 건이 터졌다는 것이 중론이다. 구체적으로는 올 연말에 발사될 예정인 패스파인더호(화성표면에 로봇 안착 예정)의 ‘애드벌룬’을 띄운다는 것이 예상을 빗나가 조금 지나쳤다는 지적도 나오고 있다.

예부터 화성은 신비의 존재였다. H.G.웰즈의 ‘우주전쟁’의 화성인이 그렇고, 수년 전에 미국 어느 교회에서 발표한 화성표면의 인간얼굴 모습 증발 사건도 그렇다. 화성 표면의 인간 얼굴 모습은 바이킹호가 보내온 화성 표면 데이터를 약간 수정해 변형시킨 것으로 추정된다. 한때 화성에 물이 흘렀던 흔적을 가지고 화성인이 관개용으로 파놓은 것이라고 주장하고 나서는 사람도 있었다. 사실 이번 ‘화성 생명체’ 사건도 이러한 류에서 크게 벗어난 것이 아니라고 주장하는 사람도 있다.

외계생명체에 관련해서도 마찬가지다. 지난 2년간 태양계 밖에서 행성이 7개나 발견됐어도 이처럼 호들갑을 떨지는 않았다. 만약 이 행성이 지구처럼 항성과 적정한 거리를 유지하고 있다면 생명체가 발생하고 이 생명체가 보다 복잡한 형태로 진화했을 가능성이 더 높다.

운석만해도 그렇다. 1969년 오스트레일리아의 머치슨지방에 떨어진 운석에는 지구에서 발견되지 않은 아미노산이 발견됐다. 아미노산은 단백질의 재료이기 때문에 외계생명체의 가능성으로 보자면 머치슨운석 사건이 이번 건보다 훨씬 중요하다고 할 수 있다. 물론 머치슨운석은 화성 것으로 밝혀지지 않았다(2. 생명의 기원 참조).

지구밖문명체를 찾는 일은 매우 중요하다. 만약 외계문명체와 조우하게 된다면 인류문명은 새로운 비약이 가능하기 때문이다. 그러나 현재까지의 탐사결과로는 적어도 화성에는, 조금 확대하면 태양계 내에는 지구인말고 화성인이나 여타의 고등문명체가 없는 것으로 추정된다. 다만 문명체는 아닐지라도 미생물체가 과거에 존재했을 수는 있다. 그 흔적을 찾아낸다면 지구 생명체의 기원을 밝히는데 큰 도움이 될 것이다.

‘화성 생명체’ 사건이 지나치게 과장되다 보면 ‘거짓말하는 양치기 소년’의 우를 범하기 십상이다. 화성생명체의 진위 여부를 떠나 인류의 화성탐사는 계속되어야 할 것이다.



에우로파에도 생명체?


화성 운석에 대한 생명체 논쟁이 목성의 위성인 에우로파로 번져나가기 시작했다. 그 진원지는 ‘화성 생명체’ 논쟁을 불러일으킨 미항공우주국(NASA)의 제트추진연구소(JPL). 이곳에서는 최근 목성탐사선 갈릴레오가 보내온 자료를 보고 에우로파에 생명체가 있을지 모른다고 발표했다. 그러자 CNN은 물론 뉴욕타임스 화요판인 사이언스 타임스 1면에 이런 주장이 크게 보도됐다.

에우로파에 생명체가 있을지 모른다는 주장은 이렇다. 에우로파의 표면온도는 영하 1백50℃ 정도로 추정되는데 이 온도에서는 생명체가 존재할 수 없다. 그러나 얼음층이 존재한다면 얘기는 달라진다. 얼음층 밑은 뜨거운 내부 지열을 받기 때문에 물이 있을 확률이 높다. 또 얼음층이 온실효과를 발휘하기 때문에 표면처럼 춥지 않을 수 있다. 그러므로 생명체가 존재할 확률이 있다는 것이다.

에우로파가 관심을 끄는 이유는 또 있다. 바이킹이 탐사한 결과를 보면 화성은 과거에 물이 흘렀다는 증거가 있지만 지금은 사막화돼 있다. 그래서 생명체가 있다고 하더라도 그 화석들뿐일 것이다. 하지만 에우로파는 현재 물이 존재할지 모르기 때문에 생명체가 존재한다면 살아있을 확률이 높다.

그러나 지난 94년 6월 과학동아 특집 ‘목성 대연구’에서 언급한 바 있듯이 에우로파에 얼음이 존재할 것이라는 얘기는 이번이 처음이 아니다. 보이저호의 탐사 결과 에우로파 표면에 스케이트장과 같이 줄이 많이 그어진 얼음판이 있다는 것과, 이것은 어떤 힘에 의해 갈라졌거나 밑에서 나온 물에 의해 다시 얼었을 가능성이 높다고 이미 발표된 바 있다. 또 에우로파에 생명체가 존재할 것이라는 주장도 새롭지가 않다. 여기다 목성의 위성 중 화산활동이 심한 이오를 제외한 가니메데, 칼리스토 표면에도 얼음층이 존재할 것으로 보고 있다.


출처:http://cafe.daum.net/singihan

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