외계생명 파악, "해류에 주목"
외계생명 파악, "해류에 주목"
  • 함예솔
  • 승인 2019.09.09 08:40
  • 조회수 3324
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우리 태양계에 지구를 제외한 생명체가 발견된다면 장소는 어디일까요. 많은 과학자들이 한때 물이 흐르던 화성을 꼽습니다. 지표가 얼음으로 뒤덮여있지만 그 아래 해양이 있을 것으로 분석하는 토성의 위성 엔셀라두스, 타이탄과 목성의 유로파, 가니메데 위성도 유력 후보지입니다.

 

NASA는 2023~2024년 유로파로 가는 탐사미션을 준비하고 있습니다. 유럽우주국(ESA)에서도 2022년 목성과 그 위성인 가니메데와 칼리스토, 유로파를 탐사를 위한 준비중이라고 하는데요. 그 곳에서 생명체 징후를 발견하기 위한 연구 역시 활발히 진행되고 있습니다.

 

해류 타고 다니는 외계생명체?! 

NASA의 카시니호가 토성의 위성, 엔셀라두스로 진입하는 모습. 출처: NASA/JPL-Caltech
NASA 카시니호가 토성의 위성, 엔셀라두스로 진입하는 모습. 출처: NASA/JPL-Caltech

지난 7월 <Geophysical Research Letters>저널에 '해양의 움직임'이 외계생명체가 살 수 있는 천체인지 구별해내는 결정적인 요인이 될 수 있다는 내용의 연구가 실렸습니다. 태양계에는 지구 말고도 해양을 가진 몇몇의 천체가 존재하는데요. 대표적인 곳이 앞서 언급한 목성의 위성인 유로파와 가니메데인데요. 토성의 6번째 큰 위성인 엔셀라두스와 대기층을 갖춘 타이탄 위성입니다. 이 연구에 따르면 얼음으로 뒤덮인 이 천체 내부의 해양 활동을 예측하는 것만으로도 해당 천체가 외계생명체의 서식처가 될 수 있는지 판단하는 중요한 지표가 될 수 있습니다. 

 

텍사스대학교(University of Texas) 행성유체역학 전문가인 Krista Soderlund은 얼음으로 뒤덮인 이 천체의 지하 해양에서 어떤 일이 일어나고 있는지 궁금했습니다. 그래서 지금까지 조사된 이 위성들의 자료를 모두 모아 해류모델링을 실시했습니다. Krista Soderlund은 모델링에서 해양의 밀도, 얼음의 두께, 회전속도(rotation rate) 등의 인자(factor)로 지하에 있는 해양에서 얼마나 많은 물이 움직이고 어떤 영향을 미치는지 알아내려 했습니다. 물론 자료가 충분치 않은데다 접근하기도 어려워 쉽지 않은 작업이었습니다.

 

활발한 해류 움직임

 

모델링 결과, 토성의 위성인 엔셀라두스와 타이탄의 해양은 번갈아가며 띠를 이루는 해류가 존재했습니다. 특히 위성의 극 부근에서 강한 열 흐름이 발생했습니다. 반면 목성의 위성인 유로파에서는 회전 속도(rotation rate) 인자가 적게 작용해 적도 부근에서 눈에 띄는 열 흐름이 생겼습니다.

 

하지만 목성의 위성인 가니메데는 충분한 데이터 확보가 어려워 명확한 해류 모델을 만들지 못했습니다. 이 천체의 해류 움직임이 지구처럼 활발하다면 열을 저위도에서 고위도로 효율적으로 전달할 수 있을 겁니다. 

지구의 해류를 시각화한 모습. 출처: NASA/SVS
지구의 해류를 시각화한 모습. 출처: NASA/SVS

결국 해양역학은 그곳이 생명체가 살기 알맞은 곳인지 파악하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 해류가 얼마나 많이 소용돌이치는지를 파악하면 한 지역에서 다른 지역으로 어떻게 영양분과 에너지가 전달되는지 알 수 있기 때문입니다. 소용돌이가 많을수록 생명체에 중요한 구성 요소들이 충돌할 가능성 역시 커집니다.

 

물론 이 연구가 현실처럼 복잡하거나 포괄적인 인자들을 포함한 모델링이 아니라는 점은 한계입니다. 하지만 향후 이 위성들의 숨겨진 해양과 관련한 정보가 많아질수록 모델링 값은 계속 보정되며 더 정확한 예측이 가능해 질 것입니다. 

 

이 위성들의 해양에 관한 모델링은 지표와도 연관지어 생각해볼 수 있는데요. 만약 Krista Soderlund이 모델링한 결과와 예측이 맞다면 적도 부근에서 열 흐름이 강한 유로파의 경우, 그 부근의 지표는 얼음층이 더 얇아야 합니다. 이처럼 만약 이 위성들의 숨겨진 해양에서 해류가 지구처럼 강하고 활발하다면 그리고 이곳에서 외계생명체가 발견된다면 이들은 해류를 타고 곳곳을 돌아다니고 있지 않을까요? 

 

화성의 외계생명체는 바람타고 이동한다?

보기만 해도 건조한 아타카마 사막. 출처: fotolia
보기만 해도 건조한 아타카마 사막. 출처: Fotolia

화성에서는 외계생명체가 바람을 타고 날아다닐 가능성이 제기됩니다. <Scientific Reports>에 게재된 연구에 따르면 미생물 형태의 외계생명체가 건조한 화성의 환경에서 살고 있다면 이동 수단으로 '바람' 꼽을 수 있다고 하는데요. 미생물이 스스로 이동하기 어렵기 때문입니다.

 

이를 알아보기 위해 Universidad Autónoma de Chile의 Azua-Bustos 박사는 지구에서 화성과 가장 비슷한 환경 조건을 갖춘 아타카마 사막(Atacama Desert)으로 향했습니다. 아타카마 사막 중앙부는 매우 건조하고 햇빛이 강해서 강렬한 자외선이 내리쬐는 조건이 화성과 비슷합니다. 모래나 암석도 마찬가지라고 하네요.

 

Azua-Bustos 박사는 아타카마의 가장 건조한 지역 6곳에서 23종의 박테리아와 8종의 균종(fungal species)을 발견했습니다. 놀라운 점은 이 중 몇몇 종들은 이 지역에 사는 종이 아니었습니다. 대표적으로 발견된 미생물 중에는 Oceanobacillus oncorhynchi라는 박테리아가 포함돼 있었는데요. 이 미생물은 해양에서 서식합니다.

 

또, 다른 종은 사막의 해안지대 산 정상, 오아시스에서 자라는 식물에 서식합니다. 이렇게 연구진이 아타카마 사막에서 가장 건조한 지역에서 발견한 미생물들은 놀라울 정도로 공통점이 없었습니다. 이곳의 미생물들은 아마도 먼지 입자를 타고 바람에 실려왔을 것으로 추정됩니다.

화성의 먼지 폭풍 비교. 출처: NASA, ESA, and STScI
화성의 먼지 폭풍 비교. 출처: NASA, ESA, and STScI

연구진은 이곳의 미생물이 태평양에서 불어오는 강풍에 실려 오후에 아타카마 인근에 도착해 사막으로 퍼져나갔을 것이라고 생각합니다. 대부분의 이동은 늦은 오후와 밤에 이뤄질 것으로 추측됩니다. 이 시간대는 자외선이 치명적이지 않기 때문입니다.

 

어쩌면 그 덕에 생명체가 건조한 사막에 도착하고도 번성할 수 있었을 겁니다. 화성의 대기는 지구보다 100배 정도 더 얇지만, 여전히 행성 전체를 덮을 정도의 거대한 먼지폭풍을 일으킬 수 있습니다. Azua-Bustos에 따르면 많은 미생물들은 자외선에 노출되어도 이러한 방법으로 살아남았을 수 있다고 설명합니다.

 

논문에서는 화성에 만약 생명체가 있다면 바람을 타고 행성을 돌아다니며 살기 적합한 곳으로 이동해 번성하고 진화하게 될 것이라고 설명합니다. 환경에 따라 이동방법이 달라지는 외계생명체, 가까운 미래에 마주하게 될 외계생명체는 어떤 모습으로 우리에게 발견될까요?

 


##참고자료##

 



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