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- 2024년 여름, 화성 탐사 로버는 네레트바 계곡에서 점토 광물로된 밝은 암석층에 도달
- 과거 강바닥이었던 곳에 있는 작은 조각들로, 철을 함유한 광물과 유기 분자로 구성
- 생명체 탐구 끝에 찾아낸 증거인지는 지구로 반환된 샘플을 통해서만 명확히 밝혀질 것.
- 2030년대에 후속 탐사에서 다른 샘플들과 함께 수집 후 지구로 반환
- 생명체 확신하는 과정 7단계중 3단계

화성에서 잠재적인 생물적 흔적 발견?
화성 탐사선 퍼서비어런스, 미생물 활동 흔적 발견

생명의 증거?
화성 탐사선 퍼서비어런스는 화성에서 과거 생명체의 흔적, 즉 잠재적 생물적 흔적을 발견했다. 이는 과거 강바닥이었던 곳의 암석에 있는 작은 조각들로, 철을 함유한 광물과 유기 분자로 구성되어 있다. 흥미로운 점은 이러한 조합이 지구에서는 미생물 활동에 의해 형성된다는 것이다. 연구자들은 이를 "네이처"에 보고했다. 그러나 이러한 화학적 흔적은 비생물적 반응에서도 발생할 수 있다. 이러한 발견은 무엇을 의미할까? 

▲ 화성 탐사선 퍼서비어런스가 고대 화성 강바닥에서 잠재적인 생체 신호를 발견했다. 그 뒤에는 무엇이 있을까? © NASA/JPL-Caltech

화성에 생명체가 있었을까요? 화성은 약 35억 년 전까지 생명체가 살 수 있는 곳이었고 호수, 강, 심지어 바다까지 있었지만, 이 질문은 여전히 ​​풀리지 않았다. 화성 탐사선들은 최근 몇 년 동안 여러 유기 분자를 발견했는데, 이들의 생물학적 기원을 최소한 배제할 수는 없다. 그러나 이러한 화합물은 순전히 지구화학적 과정을 통해 형성되었을 가능성도 있으므로, 명확한 생물적 흔적이라고 할 수는 없다.

"표범 반점"과 "양귀비 씨앗"

이제 적어도 의문을 제기하는 새로운 잠재적 생체 신호가 발견되었다. 바로 2021년부터 예제로 분화구를 탐사해 온 NASA 퍼서비어런스 로버다. 2024년 여름, 화성 탐사 로버는 이전 네레트바 계곡에서 미세한 점토 광물로 구성된 밝은 암석층에 도달했다. 로버가 촬영한 이미지는 바위 표면에 특이한 구조를 보여주었다. 약 1mm 크기의 수십 개의 "표범 반점"으로, 밝은 중심과 어두운 가장자리를 가지고 있었다. 그 사이에는 "양귀비 씨앗"이라고 불리는 더 작고 어두운 점들이 있었다.

▲ "표범 반점"은 암석층 중앙의 붉은색 부분에서 볼 수 있다. © NASA/JPL-Caltech/MSSS

도대체 이 이상한 구조는 무엇이었을까? 2024년 초, 로버에 탑재된 장비를 사용한 초기 분석 결과, 이 반점에는 철을 함유한 두 가지 광물이 풍부하게 함유되어 있지만, 미량의 유기 분자도 포함돼 있어 잠재적으로 흥미로운 조합으로 보인다. 당시에는 더 자세한 분석이 아직 진행 중이었다. 뉴욕 스토니브룩 대학교의 조엘 휴로위츠(Joel Hurowitz)가 이끄는 연구팀은 이제 그 결과를 평가했다.

▲ 네레트바 밸리스를 통과하는 퍼시비어런스의 길과 브라이트 엔젤 형성의 전망. a, 로버 이동 경로가 흰색으로 오버레이된 궤도 맥락 이미지. 흰색 선과 화살표는 마진 유닛과 네레트바 밸리스 사이의 남쪽 접촉 지점에서 브라이트 엔젤 노두 지역, 그리고 메이슨 사원 노두 지역으로 이동하는 로버 이동 방향을 나타낸다. 표시된 주황색 삼각형은 본문에서 논의된 근접 과학 표적의 위치를 ​​나타낸다. b, 네레트바 밸리스 수로 내에서 밝은 톤의 브라이트 엔젤 층(전경)과 지형적으로 더 높은 마진 유닛 사이의 접촉 지점을 관찰하는 Mastcam-Z 360° 이미지 모자이크. 이 모자이크는 마모 전 발할라 글레이드 표적 위치에서 1178일째에 수집되었다. 상류 약 110m 거리에 비버 폭포 작업 공간(체야바 폭포, 아폴로 사원, 스팀보트 산, 그리고 사파이어 캐년 표본 표적 포함)의 대략적인 위치가 표시되어 있다. 약 50m 떨어진 경사면에서 목표 지점인 그레이프바인 캐년의 대략적인 위치도 표시됐다. 멀리 네레트바 계곡 남쪽에 프리메이슨 사원 노두 지역이 간신히 보인다. 1178번째 태양에서 촬영한 Mastcam-Z 증강 컬러 RGB 원통형 투영 모자이크 이미지(시퀀스 ID: zcam09219 및 zcam09220). 63mm 초점 거리에서 촬영했다. 이 지역의 항공 영상은 https://www.youtube.com/watch?v=5FAYABW-c_Q에서 확인할 수 있다. 축척 막대(흰색), 100m(a), 50m(b, 위), 50cm(b, 왼쪽 아래). 사진 제공: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS. (출처:10 September 2025 / Redox-driven mineral and organic associations in Jezero Crater, Mars /nature)

철 광물과 유기 분자

분석 결과, 표범 점에는 비비아나이트(vivianite) 형태의 인산철 광물과 황화철 그레이자이트(greigite)가 혼합되어 있는 것으로 나타났다. 두 광물 모두 지구의 물이 풍부한 환경에서 발견된다. 그러나 이 점과 입자의 가장자리는 특히 흥미로운 것으로 나타났다. 광물과 유기 탄소 화합물 간의 반응을 나타내는 화학 반응 전선이 발견되었기 때문이다.

▲ "브라이트 엔젤"층의 밝은 블록은 과거 강 계곡에 위치해 있다. 한때 미생물이 서식하기에 유리한 환경이었을 가능성이 있다. © NASA/JPL-Caltech/ASU

공동 저자인 텍사스 A&M 대학교의 마이클 타이스(Michael Tice)는 "유기 물질과 산화환원에 민감한 광물이 함께 존재한다는 것은 매우 흥미로운 일이다"며 "이는 유기 분자가 한때 이러한 광물을 형성하는 반응을 주도했음을 시사하기 때문이다"고 말했다. 흥미로운 점은 지구에서는 미생물이 이러한 유형의 광물 형성에 일반적으로 관여한다는 것이다. 타이스는 "따라서 화성에 이러한 화합물이 존재한다는 것은 '화성에서도 유사한 과정이 일어났을 수 있을까?'라는 의문을 제기한다"고 말했다.

화성의 미생물이 이러한 광물의 기원이었을까?

이는 퍼서비어런스가 발견한 점들이 잠재적인 생체지문일 수 있음을 의미하며, 여기서 "잠재력"에 중점을 둔다. 공동 저자인 임페리얼 칼리지 런던의 산지브 굽타(Sanjeev Gupta)는 "이것은 매우 흥미로운 발견이지만, 화성에서 생명체를 발견했다는 것을 의미하지는 않는다"고 강조했다. 퍼서비어런스가 발견한 광물들은 미생물의 개입 없이 비생물적으로 형성되었을 가능성도 있다.

▲ 비버 폴스의 작업 공간. 1217번째 솔의 비버 폭포 작업 공간을 담은 Mastcam-Z 이미지 모자이크. 밝은 톤의 층상 블록에는 체야바 폭포 자연 표면 표적, 아폴로 사원 마모, 그리고 사파이어 캐년 코어 샘플 위치가 포함되어 있다. 사파이어 캐년 샘플은 표적 분석이 완료된 후 체야바 폭포와 거의 같은 위치에서 채취되었다. 빨간색 상자는 슈퍼캠 표적 콜브 아치(보충 그림 11)의 위치를 ​​보여준다. 어두운 톤의 입상 블록에는 스팀보트 산 마모가 포함되어 있다. 이 이미지의 왼쪽이 내리막길이다. 1217번째 솔의 Mastcam-Z 강화 컬러 RGB 수직 투영 모자이크, 시퀀스 zcam09264, 초점 거리 110mm에서 촬영. 스케일 바, 10cm. 출처: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS. (출처:10 September 2025 / Redox-driven mineral and organic associations in Jezero Crater, Mars /nature)

팀의 설명에 따르면, 이러한 철 함유 황화물과 인산염은 순전히 지구화학적으로 생성될 수 있는 반응 경로가 있다. 그러나 이를 위해서는 열이나 산이 필요하다. "하지만 지금까지의 연구에 따르면 이 암석들은 표범무늬와 양귀비 씨앗을 생성할 만큼 충분히 가열되지 않았다"고 타이스는 말했다. 산성 환경에 대한 명확한 증거도 없다.

"이것이 확인된다면, 이러한 형성물이 30억 년 전 화성 호수의 진흙 속에 살았던 박테리아와 유사한 유기체에 의해 생성되었을 가능성을 진지하게 고려해야 한다"고 타이스는 말했다.

지상 분석을 통해서만 명확성 확보

그러나 이 시나리오를 확인하거나 반박하기 위해서는 더 자세한 분석이 필요하다. 퍼서비어런스 로버의 탑재 장비로는 필요한 조사를 수행할 수 없다. 네레트바 계곡에서 발견된 지점이 화성 과거 생명체의 오랜 탐구 끝에 찾아낸 증거인지는 지구로 반환된 샘플을 통해서만 명확히 밝혀질 수 있다.

▲ NASA는 외계 생명체의 잠재적 증거를 7단계로 분류한다. 현재 발견된 것은 최대 3단계다. © NASA

다행히 가능성은 높다. 퍼서비어런스 로버는 이미 이 지층에서 암석 샘플을 채취하여 보관 장소에 보관했다. 이 샘플은 아마도 2030년대에 있을 후속 탐사에서 다른 샘플들과 함께 수집되어 지구로 돌아올 것이다. 그렇게 되어야만 제제로 분화구의 잠재적인 생체 신호를 지상 실험실에서 더욱 면밀히 조사할 수 있다.

NASA 제트 추진 연구소(JPL)의 퍼서비어런스(Perseverance) 팀 소속 공동 저자 케이티 스택 모건은 "특히 과거 외계 생명체의 발견 가능성과 관련된 천체생물학적 주장은 매우 확실한 증거를 필요로 한다"고 강조했다. 따라서 모든 것이 아직 미해결 상태다.

참고: Nature, 2025; doi: 10.1038/s41586-025-09413-0
출처: NASA, Imperial College London, Texas A&M University

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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