화성에서 생명체 흔적 쫓는 퍼서비어런스…예제로 분화구에서 유기물 찾았다

NASA, 화성 유기물 분석 결과 ‘네이처’ 발표
황산염·탄산염·규산염 등으로 이뤄진 유기 분자 확인
“황산염이 핵심 역할… 전 지구적 순환 있었을 것”

NASA의 화성 탐사 로버 '퍼서비어런스'. /NASA

미 항공우주국(NASA·나사)의 화성 탐사 로버 ‘퍼서비어런스(Perseverance)’가 화성의 분화구에서 유기물을 발견했다. 앞서 화성 암석과 분화구에서 여러 종류의 유기물이 발견된 만큼, 화성 생명체의 비밀에 점차 다가갈 수 있을 것으로 보인다.

수난다 샤르마 나사 제트추진연구소(JPL) 박사후연구원 연구팀은 퍼서비어런스가 다양한 종류의 유기 분자에 대한 증거를 화성의 예제로(Jezero) 분화구에서 발견했다고 국제 학술지 ‘네이처’에 13일 발표했다. 예제로 분화구는 퍼서비어런스가 처음 화성에 착륙한 곳으로 다량의 물 유입 흔적이 남아 있는 고대 호수 지역이다.

퍼서비어런스는 ‘SHERLOC(라만 분광법과 루미네선스를 이용한 생물학적 환경·화학 물질 스캔 방법)’이라는 탑재체로 유기 분자를 분석했다. 라만 분광법은 레이저로 시료를 맞춰 입사광이 산란하는 정도를, 루미네선스는 분자의 발광 정도를 분석하는 방법이다. 이 장비는 100㎛(마이크로미터·1㎛는 100만분의 1m) 단위의 해상도로 유기 분자와 광물 분포를 분석할 수 있다.

퍼서비어런스가 분석한 곳은 세 개의 층으로 구성된 예제로 분화구의 마즈(Maaz)와 세이타(Setah) 부분이다. 분석한 샘플은 마즈의 자연 암석 표면 3개와 마즈와 세이타의 마모된 표면 7개다. 연구팀은 10개의 모든 샘플에서 형광 신호가 감지됐고, 그룹을 4개로 나눠 분석을 진행했다.

미 항공우주국(NASA)의 화성 탐사 로버 '퍼서비어런스(Perseverance)'가 유기물을 분석한 지점./Nature

구체적으로 마즈의 자연 암석에서는 칼슘과 황산염이 합쳐진 백색 결정이 검출됐다. 세이타의 표면에서는 칼슘과 황산염, 마그네슘과 황산염이 결합된 유기물이 발견됐다. 특히 연구팀은 주로 발견되는 황산염이 화성에서 유기 분자를 형성하고 보존하는 데 핵심적인 역할을 한다고 설명했다. 이외에도 탄산염과 인산염, 규산염, 과염소산염이 라만 분광법으로 검출됐다. 이 물질들은 화산활동으로 만들어지는 휘석이나 감람석이 화성에 분포해 있음을 암시하기도 한다.

유기물은 탄소를 주축으로 수소와 산소, 질소, 인, 황 등을 포함하는 다양한 화합물이다. 일부 유기물은 생명체의 구성 성분이 될 수 있는 만큼, 화성에 살았던 생명체의 흔적을 뒤쫓기 위해 유기물 분석이 계속되고 있다. 앞서 나사의 탐사 로버 큐리오시티가 2013년 암석 가루에서 유기물을 발견한 바 있다.

연구팀은 화성의 유기 분자에 대한 증거가 예상한 것보다 더 복잡한 지구 화학적 순환이 있었음을 보여준다고 설명했다. 과거 물에 의한 퇴적이나 화산활동으로 만들어진 침전물과 염수가 상호작용을 하고, 유성이 떨어지거나 우주로부터 먼지가 유입돼 화성 표면에 유기물이 만들어진다는 것이다.

연구팀은 “화성 표면에서의 유기물의 존재와 분포는 화성의 탄소 순환과 역사 전반에 걸쳐 생명체를 보유할 수 있는 잠재력에 대한 핵심 정보를 제공한다”며 “화성의 여러 곳에서 유기물의 다양성과 검출 가능성을 평가하는 것은 화성 표면 다양성과 탄소 공급원의 잠재적 가용성을 이해하는 데 중요하다”고 했다.

나사는 화성의 비밀을 밝히기 위해 ‘화성 시료 귀환((Mars Sample Return·MRS)’ 프로젝트를 추진하고 있다. 퍼서비어런스의 탑재체로는 한계가 있어 화성으로 탐사선을 보내 채취한 시료를 다시 지구로 가져온다. 퍼서비어런스가 채취한 시료는 2033년까지 귀환을 시도하고, 지구에서 심층 분석이 이어질 예정이다.

참고 자료

Nature, DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06143-z

Nature Communications, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-35100-z

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