화성에는 생명체가 살고 있을까?

현재의 화성은 다른 행성들에 비해서 상대적으로 매우 쾌적한 행성이며, 과거에는 아마도 그 표면에 액체 상태의 물이 풍부해서 지금보다 훨씬 더 지구와 비슷했을 것입니다. 그렇다면 화성에서 생명체가 진화를 시작할 수 있었을까요? 그리고 오늘날의 훨씬 더 가혹한 환경에서도 여전히 살아남아 있을까요?

 

화성의 생명체에 대한 가능성은 오랫동안 천문학자들을 매혹했습니다. 크리스티안 호이겐스, 윌리엄 허셜과 같은 초기 망원경 시대의 유명한 관측가들은 화성에 지적 생명체가 살고 있을 것이라고 믿었습니다. 화성 표면에서 관측되는 이동하는 어두운 지역은 식물들의 계절적 변화로 해석됐으며, 인공물로 보이는 수로, 즉 카날리에 대한 이후의 보고들은 우주시대 때가지 지속된 추측의 흐름에 불을 지폈습니다.

 

그러나 화성 우주 탐사선이 보내온 최초의 사진은 화성이 춥고 건조하며 죽어 있는 세계라는 것을 보여 줬으며, 1976년 바이킹 착륙선들이 화성에 도착한 뒤에야 비로소 과학자들은 화성에 생명이 존재할 가능성을 자세히 조사할 수 있게 됐습니다.

 

논란의 여지가 있는 실험

바이킹 착륙선 1호와 2호는 생명체 존재 여부를 확인하기 위한 장비들을 탑재했는데, 이 장비들은 토양 속에서 생명체의 탄소계 화학물질을 직접 탐지하거나 토양 표본에 영양소를 공급하고 배양했을 때 미생물에 의해 방출되는 기체의 흔적을 찾는 것이었습니다.

 

대부분의 테스트 결과는 부정적이었지만, 표지분자방출 실험으로 알려진 한 실험은 이상한 결과를 만들어냈습니다. 처음에는 토양 표본 속의 무언가가 영양 과정을 진행하고 기체를 방출하는 것처럼 보였습니다. 하지만 1주일 뒤에 그 표본에 두 번째 영양소를 추가했을 때에는 더는 아무런 기체 방출이 없었습니다.

 

바이킹 착륙선 1호와 2호는 유사한 결과를 확인했고, 이 임무에 참여한 대부분의 과학자는 이러한 작용이 생명체가 아닌 토양 속에 존재하는 어떤 알려지지 않은 화학물질이 첫 번째 실험에서의 기체 방출을 일으켰음을 나타낸다고 결론지었습니다 하지만 LR 실험을 디자인했던 길버트 레빈을 포함한 몇몇 과학자들은 이러한 결론에 의문을 가졌습니다.

 

그러나 생명체를 찾는 바이킹의 연구 결과는 결론에 이르지 못한 채 남아 있지만, 그 이후 수십 년 동안 확보된 증거들을 통하여 과거에는 화성이 훨씬 더 온화했다는 것을 알 수 있습니다. 그렇다면 그 때는 생명체가 존재하지 않았을까요? 과거 환경이 생명체가 살기에 적절했는지 테스트하는 주된 임무를 가진 미 항공우주국의 큐리오시티 탐사선이 2012년 8월 화성에 착륙했습니다.

 

화성의 화석

1996년 여름에 남극에서 운석으로 발견된 화성의 오래된 파편에서 생명체의 흔적이 발견됐다는 기사가 전 세계 신문들의 헤드라인을 장식했습니다. 목록번호 ALH 84001인 이 운석은 13,000년 전에 지구에 떨어졌는데, 그 내부에는 화성의 암석이 40억 년 이상 변하지 않은 채 보존돼 있었습니다. 경험이 풍부한 미 항공우주국의 과학자 그룹은 그 암석안에서 지구에서는 박테리아의 산물로 받아들여지는 광물질과 화학물질을 발견했습니다.

 

전자현미경으로 만들어 낸 이미지는 바위 안의 벌레 모양의 구조물들을 보여 줬는데, 이것들은 겨우 지름 수십 나노미터의 크기였습니다. 미 항공우주국 과학자들은 그것들이 지구에 존재했던 그 어떤 생명체보다 더 작은 극소 박테리아의 흔적일지도 모른다고 주장했습니다.

 

ALH 84001에 대한 이러한 주장이 제기되자 과학자 사회는 이 증거물들을 조사하기 시작했습니다. 어떤 증거 목록들은 과학자들이 생명체의 개입 없이 같은 화학물질을 만들어 내는 방법을 찾아냄으로써 곧바로 폐기 됐습니다.

 

주장된 화석과 같은 다른 것들은 일반적으로 무시됐는데, 그 이유는 이러한 극소 박테리아는 생존하거나 자기복제하기에는 너무 작았기 때문입니다. 그러나 어떤 실험도 다른 방법으로 이러한 구조를 재현해 내지 못했고, 최근에는 지구에도 나노박테리아가 존재한다는 증거들이 많이 발견되고 있습니다.

 

ALH 84001에 남아 있는, 한때 생명이 존재했다는 가장 강력한 증거는 탄산염과 자철석인데, 이것들이 오래된 박테리아의 유령 같은 흔적이라는 것을 보여주는 독특한 패턴으로 운석 안에 포함돼 있습니다. 2001년 미 항공우주국의 두 번째 팀이 화성과 유사한 조건으로 생명 과정 없이 이 패턴을 모방해 냈다고 주장했지만, 원래의 과학자 그룹은 비교가 부정확했다고 주장했습니다. 이 두 그룹은 합의된 의견을 도출하지 못했고 조사할 화성의 암석 표본들을 더 많이 확보하지 않으면 이 논쟁은 영원히 해결될 수 없을 것입니다.

 

 현재 생명이 존재하는가

ALH 84001에 대한 추측이 차츰 찾아든 이후, 오늘날 화성에 생명체가 존재할 가능성에 대해 관심의 화살이 옮겨 갔습니다. 화성 표면 아래쪽에 물이 존재한다는 많은 증거는 화성이 과거에 의심받았던 것보다 훨씬 더 생명체에게 쾌적한 환경이라는 것을 보여줍니다. 스피릿 화성 탐사선에 의한 오래된 산성 온천의 흔적, 그리고 지구와 유사한 환경에서 살아남은 극한성 미생물의 흔적 발견은 그 가능성을 더욱 높여줍니다.

 

가장 흥미로운 증거들 몇 가지가 최근에 유럽 우주국의 마스 익스프레스 탐사선으로부터 왔는데, 이 마스 익스프레스 탐사선은 2003년 후반에 화성 궤도에 진입했고 이와 거의 동시에 화성 대기에 메탄이 존재한다는 사실을 확인햇습니다. 태양 복사는 비교적 짧은 시간 내에 메탄을 분해하기 때문에 현재 존재하는 메탄은 1년에 270톤 정도의 비율로 지속적으로 생성되고 있음이 틀림 없습니다. 이 메탄을 만들어 낼 가능성 있는 원천은 단 두 가지 밖에 없는데, 하나는 지속적인 화산 활동이고, 또 다른 하나는 메탄을 만들어 내는 미생물 군집입니다.

 

2005년 2월 유럽 우주국의 과학자들은 포름 알데히드를 발견했다고 발표했는데, 포름알데히드 역시 화산 작용이나 생명체에 의해 보충될 수 있는 수명이 짧은 기체입니다. 흥미롭게도 이 두 기체는 화성의 같은 지역에서 발견되었고, 이미 알려진 수증기 및 지하 얼음과 연관되는데, 이는 미생물이 좀 더 그럴듯한 원천임을 보여 줍니다.

 

2008년, 부다페스트 천문대의 안드라스 호르바트가 이끄는 헝가리 연구팀은 우리가 이미 화성 미생물의 흔적을 봤을지도 모른다고 주장했습니다. 그들은 남극 근처의 어두운 거미 모양의 지형과 이산화탄소 수증기와 관련 있는 얼룩들은 짧은 화성의 봄 동안에 번성하여 광합성하는 미생물들에 의해 만들어진 것일 수 있다고 주장했습니다. 만약 이 주장이 사실로 밝혀진다면 이것은 화성 표면에서의 식생 변이와 관련된 오래된 이론들의 미묘한 메아리가 될 수 있습니다.