火星 표면에 물이 흐른다 / 화성에 물 흐른 증거..20억 년 전에 사라졌다 / 美·中 로버가 화성 생명체 못 찾는 진짜 이유

火星 표면에 물이 흐른다

입력 : 2015.09.30 03:06 | 수정 : 2015.09.30 08:32

[火星의 물, 영하 20도 안팎 여름엔 소금기 덕에 얼지 않아]

NASA "소금물 개천 첫 발견" 미생물 살고있을 가능성 높아

각국 탐사 경쟁 치열해져… 美, 2030년 유인선 계획도
1967년 UN '우주 조약' "지구 밖 세계 오염 금지"
화성 생명체에 영향 줄까 소금물에 손 담그긴 어려워

화성(火星) 표면에서 물이 흐르는 개울이 처음으로 발견됐다. 이전에도 화성에서 물이나 얼음의 흔적이 발견된 적이 있지만, 액체 상태의 물이 지표면을 흐르고 있다는 사실은 이번에 처음 밝혀졌다. 생명의 필수조건인 물이 발견됨에 따라 화성 생명체의 존재에 대한 기대감도 어느 때보다 높아졌다. 물이 있으면 우주인이 화성에서 장기 체류할 수도 있다.

미국 항공우주국(NASA)은 28일(현지 시각) 워싱턴에서 기자회견을 열어 "화성 지표에 소금물이 흐른다는 것을 뒷받침하는 증거를 찾았다"고 발표했다. NASA는 이날 "화성정찰위성(MRO)의 물질 분석 장비로 화성 지표면의 특수 지형에서 반사된 빛을 분석한 결과 흐르는 물의 염분(鹽分·소금기)에서 나온 빛으로 밝혀졌다"며 "염분 덕분에 화성은 영하의 날씨에도 물이 액체 상태로 흐를 수 있는 것"이라고 설명했다. 이 내용을 담은 연구 논문은 국제 학술지 '네이처 지구과학' 인터넷판에 실렸다.

화성의 산등성이 경사면에서 수직으로 이어지는 좁고 어두운 실선들(붉은 점선 안)은 길이가 100m에 이른다. 화성에서 반사된 빛을 분석한 결과 이곳이 소금기를 띤 물이 흐르는 곳임을 밝혀냈다. /NASA 제공

 

과학자들은 태양계에서 지구와 환경이 가장 비슷한 화성에 생명체가 있을 것으로 추정하고 그 증거를 찾기 위해 수십년 동안 화성에서 물을 추적했다.

지난 2000년 화성에서 물이 흘렀던 흔적을 처음 찾은 데 이어, 2008년에는 얼음 형태로 물이 존재한다는 증거도 발표됐다. 지난 4월에는 화성탐사로봇 큐리오시티(Curiosity)가 보낸 자료를 분석해 지표 아래 50㎝ 지점에서 액체 상태의 소금물을 찾았다.

지구의 개울이나 강처럼 화성에도 액체 상태의 물이 지표면을 흐른다는 사실은 이번에 처음 확인됐다. 과학자들은 보통 바닷물보다 염분이 8배나 강한 사해(死海)에 사는 미생물처럼, 화성의 소금물에도 미생물이 있을 가능성이 크다고 보고 있다.

화성의 가르니 분화구 안쪽 벽면에 수직으로 이어진 어두운 선들은 길이가 100m를 넘는다. NASA 과학자들은 이 선들이 염분(鹽分)을 포함해 영하에도 얼지 않는 물이 흘러가는 모습임을 밝혀냈다. /NASA 제공

 

화성의 소금물은 조지아 공대 박사과정의 루젠드라 오자(Ojha)가 포함된 연구진이 5년여간 연구한 끝에 발견했다. 2010년 당시 애리조나대의 학부생이었던 오자는 앨프리드 매큐언 교수와 함께 화성의 사진에서 분화구 경사면 등에 보이는 어두운 선(線)들을 발견하고 이듬해 학술지 '사이언스'에 발표한 논문에서 소금물이 흐르는 지형일 가능성을 제기했다. '경사면에 나타났다 사라지기를 반복하는 선들(RSL· Recurring Slope Lineae)'이라고 명명한 이 지형은 폭이 0.5~5m쯤이고 길이는 100m쯤인데, 여름에 표면온도가 영하 23도 이상으로 올라갈 때만 나타났다. 이후 연구를 거듭한 결과 이번에 그 예측을 입증하는 증거를 찾아낸 것이다.

◇겨울철 눈 녹이는 염화칼슘 원리

화성의 소금물은 어떻게 영하 20도의 기온에서도 액체 상태를 유지할 수 있을까. 아무리 여름이라지만 지구에서는 당장 물이 얼어버릴 온도이다. 하지만 소금이 있으면 달라진다. 겨울철 도로에 쌓인 눈에 소금과 같은 염분인 염화칼슘을 뿌리면 얼음의 어는 점이 0도 이하로 내려간다. 덕분에 영하의 날씨에도 눈이 녹아 물이 된다. 현재 조지아공대 박사과정에 있는 오자는 이날 '네이처 지구과학(Nature Geoscience)'에 제1저자로 발표한 논문에서 "소금기 덕분에 상대적으로 따뜻한 여름에는 화성에서도 액체 상태의 물이 존재할 것으로 추정했다"며 "이번에 그 증거를 소금 성분이 내는 반사파로 찾아냈다"고 밝혔다.

물이 있다면 생명체도 가능하다. 사람을 비롯해 식물 등 생명체가 살아가는 데는 물이 필수적이다. 물은 생명체의 화학반응에 가장 적합한 물질이기 때문이다. 존 그런스펠드(Grunsfeld) NASA 과학임무담당 부국장은 "우주생명체를 찾으려는 화성 탐사 연구는 '물을 따라가는 것'이다"면서 "이번 연구 성과는 오랫동안 추정하던 것들이 과학적으로 입증된 것"이라고 말했다.

화성은 예전부터 지구 밖에서 생명체가 있을 가능성이 가장 높은 행성으로 지목됐다. 한국천문연구원 이재우 박사는 "행성이 생명체를 가지려면 에너지원인 항성(恒星) 주위에 있으면서 물이 액체 상태로 있을 만큼 적당한 표면 온도를 가져야 한다"고 말했다. 지구에서 가장 가까운 행성은 금성이지만, 평균온도가 섭씨 462도나 된다. 이에 비해 화성은 평균온도가 영하 63도로 지구의 평균온도 영상 15도에 더 가깝다. 과학자들은 앞으로 화성의 소금물이 어떻게 생긴 것인지 연구할 예정이다. 대기 중의 수분을 흡수한 것이라는 주장도 있고, 화성 지표 아래 얼음이 여름이 되면 지표면으로 녹아 나온다고 하는 설명도 있다.

◇생물 오염 우려에 현장 연구 제한

이번 발견으로 각국의 화성 탐사 경쟁이 더욱 치열해질 전망이다. 미국은 2020년 화성에 이동형 무인탐사로봇을 보낼 예정이다. 유럽은 그보다 앞서 2018년 화성 탐사로봇을 보내기로 했다. 두 로봇 모두 생명체가 있을 가능성이 높은 화성의 적도와 중위도 사이를 탐사할 계획이다. 미국은 2030년대에는 화성 유인(有人) 탐사선도 발사할 수 있을 것으로 보고 있다.

하지만 탐사 로봇이나 우주인이 화성에 가더라도 흐르는 소금물에 직접 손을 담그기는 어려워 보인다. 자칫 화성 생명체가 지구에서 보낸 로봇이나 우주인에게 묻어간 미생물에 오염될 가능성이 있기 때문이다. 유엔은 1967년 '우주조약'에서 지구 생명체에 의해 지구 밖 세계가 오염되는 것을 금지했다. 국제기구인 우주연구위원회(COSPAR)도 2002년 화성의 오염을 막기 위해 접근금지 구역인 '특수 지역(Special Region)'을 설정했다. 이번에 소금물이 흐르는 곳으로 확인된 곳처럼 비교적 온도가 높고 물이 있을 가능성이 큰 지역들이다. 세계적인 천문학자인 고(故) 칼 세이건은 생전에 "화성인(Martian)이 미생물일지라도 화성은 화성인의 것"이라고 말한 바 있다.
[출처] 본 기사는 조선닷컴에서 작성된 기사 입니다

 

 

화성 생명체 탐사하다 화성 오염시킬라

큐리오시티, 지구 세균 등 전파 가능성… 자외선에 이미 멸균 반론도

한국일보 | 박소영 | 입력 2015.09.30. 14:48 | 수정 2015.09.30. 16:05

 

화성 표면에 액체 상태의 물이 흐른다는 증거가 발견되면서 화성 생명체 탐사가 한층 활기를 띠는 가운데, 지구 물질로 인한 행성 오염을 어떻게 방지할 것인가가 심각한 문제로 떠오르고 있다.

미 항공우주국(NASAㆍ나사)의 연구자들은 2012년 8월 화성에 착륙한 '큐리오시티'가 화성의 크레이터 아래로 흐르는 액체 상태의 소금물에 의해 생성된 길고 어두운 줄무늬와 협곡의 벽을 자세히 관찰하는 것에 촉각을 곤두세우고 있다.

 지난달 20일 공개된 화성 탐사선 큐리오시티의 모습. NASA

그러나 탐사를 수행해야 할 큐리오시티 로버는 발사 당시 살균 처리되지 않아 큐리오시티와 함께 화성까지 온 지구 물질들이 화성 땅의 젖은 지역을 오염시킬 수 있다고 영국 일간 가디언이 29일 보도했다..

지금까지 큐리오시티는 화성이 과거에 생명체가 거주할 수 있었던 공간이라는 증거를 찾아서 게일 크레이터 주위를 돌아다녔으며, 과거 강이 흘렀으며 호수가 있었다는 흔적을 찾아냈다.

하지만 지금까지의 탐사 지역과 최근 화성에 생명체가 존재할 가능성을 보여주는 증거로 발표된 화성의 'RSL(Recurring Slope Lineae)' 지형은 다른 문제를 안고 있다. RSL 지형은 영하 23도를 기점으로 생겼다가 사라지면서 최소한 특정 시기에는 습기를 간직한 곳이다. 따라서 이 지형 탐사는 다른 곳보다 훨씬 까다로우며 이 곳을 오염시키지 않으려면 멸균 착륙선만 방문하도록 해야 한다는 것이다.

하지만 이러한 제한 가해지면 화성 생명체 탐사 자체가 방해받을 수 있다는 반론도 있다. 런던대학 라드 우주과학연구소의 앤드류 코에츠는 "앞으로 몇 주, 몇 달간 큐리오시티가 무얼 하도록 허락할지, 큐리오시티가 RSL 지형 근처 어디든 갈 수 있도록 허락할지 여부에 대한 논의가 뜨겁게 이어질 것"이라고 말했다.

지구에서 보낸 탐사선이 다른 행성을 오염시키는 것을 막는 규정은 이미 존재한다. 국제기구인 우주연구위원회(Cospar)은 다른 세계의 자연 그대로의 환경을 오염시키는 지구의 임무를 방지하기 위해 '행성 보호'라고 불리는 규칙을 제정했다.

이 규칙에 따르면, 생명체를 찾는 착륙선은 반드시 예외적으로 깨끗해야 하며 이는 규칙의 '카테고리 4b' 임무에 속한다. 그러나, RSL 지형처럼 특별한 곳에 들어가는 착륙선은 '카테고리 4c' 임무에 속하며 4b에 속한 착륙선보다 더 깨끗해야만 한다. 큐리오시티의 경우 카테고리 4b에 속하며, 우주위원회의 규칙에서는 물이 흐를 수 있는 RSL 지형에 들어갈 수 없다.

그럼에도 큐리오시티의 RSL 지형 탐사를 찬성하는 나사 연구자 짐 그린은 화성의 강한 방사선 환경이 큐리오시티에 묻어 화성에 온 지구물질 등을 이미 살균했을 것이 확실하기 때문에 RSL 지형으로 들어갈 수 있을 만큼 깨끗할 것이라고 주장했다. 그러나 미국 국립 과학 아카데미와 유럽 과학재단의 최근 보고서는 자외선이 살균효과가 없을 수도 있고, 오히려 상황을 더 악화시킬 수도 있다고 주장한다. 보고서는 "비록 화성의 대기에서 자외선의 흐름이 공기 중 미생물과 포자, 먼지들에게 가장 치명적인 것일지라도, 방사선을 희석시킬 수 있으며 오히려 미생물의 생존능력이 향상됐을 수 있다"고 밝혔다.

지금 상태에서 큐리오시티는 RSL 지형과 거리를 둔 채 탑재 레이저를 이용해 이를 탐사할 수 있다. 그러나 앞으로 RSL 지형의 바닥에서 평탄한 곳을 찾고, 분석을 위해 화성의 흙 일부를 퍼 가는 것도 논쟁의 대상이 될 수 있다고 가디언은 보도했다.

큐리오시티 다음으로 화성에 갈 착륙선은 유럽연합과 러시아 우주기관의 합작 로봇인 '엑소마르소(ExoMars)'로 2018년 발사 예정인데, 큐리오시티의 경우 발사 후 화성에 도착하는데 약 9개월이 걸렸다. 엑소마르소는 과거나 현재의 화성 생명체를 찾기 위해 화성의 땅을 2m 파 내려가는 임무를 맡게 된다. 박소영기자 sosyoung@hankookilbo.com

 

 

[아하! 우주] 이것이 화성에 물 흐른 증거..20억 년 전에 사라졌다

박종익 입력 2022. 01. 27. 16:11 수정 2022. 01. 27. 16:36 댓글 83개

[서울신문 나우뉴스]

우주의 신비 갤러리 이동

화성 남반구 보스포로스 평원에 길게 남겨진 물이 흐른 흔적. 흰 줄은 소금 퇴적물이다. 사진=NASA/JPL-Caltech/MSSS

화성은 한 때 지구 대서양의 절반 정도 수량의 바다를 가지고 있었던 것으로 알려져 있다. 전문가들은 화성의 대기가 얇아지면서 물이 증발해 약 30억 년 전 완전히 말라버렸다고 추정하고 있다. 그러나 최근 미국 캘리포니아 공대 등 공동연구팀은 당초 예상보다 훨씬 최근인 20~25억 년 전까지도 화성의 물이 존재했다는 연구결과를 발표했다.

미국과 중국 등이 앞다퉈 탐사를 진행 중인 화성은 지금은 매우 춥고 건조한 행성이지만 과거 100~1500m 깊이의 바다가 존재했을 것으로 추정돼 왔다. 이는 곧 오래 전 화성에 생명체가 존재했을 가능성으로 이어지는데 이 때문에 과학자들의 주요 연구대상이 되고있다.

이번에 연구팀이 화성의 물 존재 시기를 20~25억 년 전으로 본 증거는 현재 화성 궤도를 돌며 탐사를 진행 중인 화성정찰위성(MRO)의 데이터에 기반한다. 지난 15년 간 화성에서 축적한 데이터를 분석해 온 연구팀은 화성의 표면에서 물이 남긴 '흔적'을 찾아냈다. 화성의 물이 증발하면서 그곳에 남는 염화 침전물을 중점에 두고 연구를 진행한 것. 특히 화성 남반구 보스포로스 평원에 길게 남겨진 흔적은 오래 전 물이 흘렀다는 사실을 명확히 보여주며 흰 자국은 소금 성분의 퇴적물이다.

수십 억 년 전 물이 풍부한 시기의 화성의 상상도. 사진=NASA/GSFC

논문의 주저자인 존스 홉킨스 대학 응용물리학 연구소 엘렌 리스크 연구원은 "소금 퇴적물은 대규모의 물이 증발하는 마지막에 형성된다"면서 "이는 화성에 액체 상태의 물이 존재했다는 것을 증명하는 첫번째 광물 증거"라고 설명했다. 이어 "소금 퇴적물은 3m 미만으로 놀라운 정도로 얇았는데 약 23억 년 전 생성된 완만하고 경사진 평야의 움푹 패인 곳에서 형성됐다"고 덧붙였다.　

한편 전문가들은 화성이 지금처럼 건조한 행성이 된 것은 단순히 태양과의 거리가 먼 것 때문 만이 아니라 지구보다 약한 중력과 자기장 탓에 대부분의 물과 대기가 우주로 빠져나갔기 때문으로 보고있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

 

 

美·中 로버가 화성 생명체 못 찾는 진짜 이유[과학을읽다]

페이스북 트위터공유하기

최종수정 2022.10.01 11:08 기사입력 2022.10.01 10:43

화성 탐험 중인 미국 항공우주국(NASA)의 큐리오서티 로버. 사진 출처=NASA.

[아시아경제 김봉수 기자] 최근 미국과 중국의 로버들이 화성에서 생명체 존재 여부를 확인하기 위해 열심히 움직이고 있다. 최근에는 고대 바다ㆍ홍수 발생의 증거를 찾기도 했다. 그러나 아직까진 '정황'만 확인하고 있을 뿐 결정적 증거는 확보하지 못하고 있다. 심지어 이들이 채취한 표본을 회수해 지구에 갖고 와서 분석하더라도 생명체 존재의 증거는 발견하기 힘들 전망이다. 왜 그럴까? 정답은 우주방사선과 '굴착기'다.

◇우주선(線)이 생명체 증거 파괴

1일 미 항공우주국(NASA)에 따르면 NASA 고다드 우주비행센터 연구팀은 최근 화성의 표면과 유사한 환경을 조성해 연구한 결과 우주방사선이 예상보다 훨씬 빠르고 깊게 화성 토양에 존재하는 아미노산을 분해해버린다는 결론을 내렸다. 연구팀은 이같은 내용의 논문을 지난 6월24일 출판된 국제 학술지 '아스트로바이올로지'에 게재했다

NASA는 지난해 2월 화성에 착륙한 퍼서비어런스 등 로버들을 통해 암석ㆍ토양 표본 채취를 통해 고대 생명체 존재 여부를 확인하기 위해 노력하고 있다. 가장 확인하고 싶은 물질은 바로 아미노산이다. 자연적 화학 작용에 의해 생성되기도 하지만 지구상 생명체들을 이루는 단백질의 구성 요소이기 때문이다. 문제는 대기가 보호해주는 지구와 달리 화성 표면에 쏟아져 내리는 고에너지의 우주선이 아미노산과 같은 물질을 분해해 버린다는 것이다. 대부분 프로톤과 헬륨 이온으로 구성된 우주선은 태양 등 항성 폭발을 통해 생성되며, 단단한 암석 등 모든 곳을 뚫고 들어가면서 아미노산 등 유기 분자를 포함한 모든 물질을 이온화하고 파괴한다.

연구팀은 현재 화성에서 활동하고 있는 로버가 표본 수집을 위해 팔 수 있는 깊이는 겨우 2인치(약 5㎝)에 불과한데, 이 정도 깊이면 그 속에 아미노산이 존재하더라도 우주선이 침투해 분해해버리는 데 2000년이면 족하다는 결론을 내렸다. 화성에 생명체가 존재했던 시기가 수십억년 전으로 추정되는 것에 비하면 너무도 짧은 기간이다. 따라서 화성 로버들이 '운 좋게' 생명체 근거를 찾으려면 생성된 지 1000년이 안 된 미세 분화구 또는 거기에서 분출된 물질을 찾아내 채취하는 수밖에 없다. 연구팀은 또 물과 과염소산염(perchlorate)이 첨가되면 우주선의 아미노산 분해 속도가 더 빨라진다는 사실도 확인했다. 이에 따라 화성에서 고대 생명체 존재의 증거인 아미노산을 찾으려면 최소 2m 이상 굴착해야 가능할 것 같다는 결론을 내렸다. 사실 NASA를 포함한 과학자들을 이를 예상하고 2m 이상 굴착 가능한 로버를 화성에 보내려고 노력하고 있다. 유럽우주청(ESA)이 러시아와 함께 추진하다 최근 결별한 엑소마스(ExoMars) 미션이 바로 그것이다.

화성 굴착 개념도. 그림 출처=NASA