화성 운석의 유기 물질은 물과 암석의 지질학적 상호작용
화성의 생명체를 찾는 것은 우리에게 초기 지구의 생명체를 형성하게 한 반응에 대해 가르쳐 줄 수 있다.
카네기의 앤드류 스틸이 주도하고 사이언스가 발표한 새로운 분석에 따르면 화성에서 지구로 날아온 운석에서 발견된 유기 분자는 약 40억년 전 붉은 행성에서 일어난 물과 암석의 상호작용 동안 합성되었다.
알란힐스(ALH) 84001로 불리는 이 운석은 1984년 남극에서 발견됐으며 화성에서 지구에 도달한 것으로 알려진 가장 오래된 발사체 중 하나로 꼽힌다.
화성 운석의 유기 물질에 대한 광범위한 연구를 수행했으며 페르세우스와 큐리오시티 탐사선 과학의 일원인 스틸은 “운석의 광물의 기원을 분석하는 것은 지구 역사 초기에 일어난 지질학적 과정과 화성의 거주 가능성 모두를 밝히는 창구 역할을 할 수 있다”고 설명했다.
유기 분자는 탄소와 수소를 포함하고 있으며, 때로는 산소, 질소, 황, 그리고 다른 원소를 포함한다.
유기화합물은 비생물학적 과정에 의해서도 생성될 수 있지만 일반적으로 생명과 연관되어 있는데, 이를 아바이오틱 유기화학이라고 한다.
수년 동안 과학자들은 알란힐스 84001 운석들에서 발견된 유기탄소의 기원에 대한 이야기를 논의해 왔으며 화산활동, 화성에 대한 충격 사건 또는 수문학적 노출과 관련된 다양한 생물학적 과정, 화성에 고대 생물 형태의 잔해 또는 그 충돌로 인한 오염을 포함한 가능성들을 가지고 있다.
화성암의 지질학적 과정
그들은 지구에서 일어나는 것과 유사한 물암 상호작용의 증거를 발견했다.
그 샘플들은 화성암들이 두 가지 중요한 지질학적 과정을 경험했다는 것을 보여준다.
독사화라고 불리는 하나는 철이나 마그네슘이 풍부한 화성암들이 화학적으로 순환수와 상호작용하여 그 과정에서 광물학을 바꾸고 수소를 생산할 때 발생한다.
다른 하나는, 탄산화라고 불리는, 용해된 이산화탄소를 함유하고 있는 암석과 약간 산성화된 물 사이의 상호작용을 포함하며, 결과적으로 탄산염 광물이 형성된다.
이러한 과정이 동시에 또는 순차적으로 수성 조건을 둘러싼 것에 의해 유도되었는지는 불분명하지만, 그 증거는 물과 암석의 상호작용이 장기간에 걸쳐 발생하지 않았음을 보여준다.
그러나 분명한 것은 그 반응들이 이산화탄소의 감소로부터 유기적인 물질을 생성했다는 것이다.
이러한 광물학적 특성은 화성 운석에서는 드물며, 화성의 궤도조사에서 탄산화 및 독사화 현상이 나타났으며, 다른 덜 고차원적인 화성 운석에서도 탄산이 발견되었지만, 이러한 과정이 고대 화성 표본에서 발생한 첫 사례다.
다른 화성 운석의 스틸과 큐리오시티 탐사선의 화성 샘플 분석(SAM) 팀과의 연구에서 유기 분자가 검출되었는데, 이는 유기 분자의 아바이오틱 합성이 이 행성 역사의 많은 부분 동안 화성 지질 화학의 일부였음을 보여준다.
스틸은 “이러한 종류의 비생물학적, 지질학적 반응은 생명체가 진화했을 수 있는 유기 탄소 화합물의 집합에 책임이 있으며 화성의 전생물에 대한 증거를 찾을 때 반드시 고려해야 할 배경 신호를 나타낸다”고 결론지었다.
“더 나아가 이런 반응이 고대 화성에서 일어났다면, 고대 지구에서도 일어났을 것이며, 토성의 위성 엔셀라두스의 결과도 설명할 수 있을 것이다.
이러한 유형의 유기 합성에 필요한 모든 것은 용해된 이산화탄소를 함유한 브라인(brine)이 화성암을 통해 스며드는 것이다.
화성의 생명체란
화성에서 생명체를 찾는 것은 단순히 ‘우리 혼자인가?’라는 질문에 답하기 위한 시도가 아니다.
그것은 또한 초기 지구 환경과 관련이 있고 ‘우리가 어디에서 왔을까?’라는 문제를 다룬다.
미국 남극 운석 표본은 NSF와 NASA가 자금을 지원하고 스미소니언 연구소의 광물과학부와 NASA 존슨 우주 센터의 아스트롬 물질 인수 큐레이션 사무소가 각각 특징과 큐레이션한 남극탐사선(ANSMET) 프로그램에 의해 회수되었다.
이 연구는 NASA, 카네기의 지구 및 행성 연구소와 헬름홀츠 모집 이니셔티브 프로그램에서 자금을 지원받았다.
