화성에 생명체 존재 흔적?…암석서 역대급 함량 니켈 발견

NASA 퍼서비어런스 탐사선이 2021년 2월 18일 예제로 크레이터에 착륙한 직후 촬영한 화성 표면. NASA 제공

미국항공우주국(NASA)의 화성 탐사선 '퍼서비어런스'가 화성 암반에서 지금껏 채취해 분석한 암석 중 니켈을 가장 많이 함유한 표본을 발견했다.

헤일리 마넬스키 미국 퍼듀대 연구원·로저 윈스 퍼듀대 교수 외 NASA 화성 탐사 공동연구팀은 화성 탐사 로버 '퍼서비어런스'가 탐사한 네레트바 협곡 암석 시료에서 고함량의 니켈을 확인하고 연구결과를 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 1일 발표했다.

네레트바 협곡은 약 38억~40억 년 전 예제로 크레이터로 물을 운반했던 고대 강의 흔적이다. 퍼서비어런스는 2024년 네레트바 협곡을 탐사하다 진흙암과 실트암으로 이뤄진 지층에 이례적인 수준의 니켈이 고함량으로 함유된 사실을 확인했다. 고대 호수 바닥에 쌓인 퇴적암은 과거 환경 조건을 고스란히 기록하고 있어 생명체 흔적 탐색에 특히 중요한 의미를 지닌다.

퍼서비어런스에 탑재된 레이저 분광 장비 슈퍼캠이 126개 암석 표적 중 32개에서 니켈을 검출했으며 일부 암석에서는 무게 기준 약 1.1%에 달하는 니켈이 함유된 것으로 확인됐다. 화성 암반에서 발견된 역대 최고 수준이다.

연구팀은 X선 형광 분석 장비 '픽슬(PIXL)'로 니켈의 분포를 mm 단위로 정밀하게 분석했다. 분석 결과 니켈이 황철석 등 철 황화물 광물과 풍화된 황철석에 집중돼 있다는 사실을 확인했다. 지구의 시생대·원생대 퇴적암에서 나타나는 황철석 구조와 매우 유사하다. 

지구에서 이런 황철석은 주로 미생물이 황산염을 분해하는 과정에서 만들어진다. 화성에서 같은 구조의 광물이 발견됐다는 것은 과거 화성에서도 비슷한 생물학적 과정이 일어났을 가능성을 열어두는 단서다.

연구팀은 니켈이 황 성분 및 유기물과 가까운 위치에서 함께 발견됐다는 점에 주목했다. 니켈은 지구 최초의 생명체로 알려진 메탄 생성 고세균을 비롯해 다양한 미생물이 에너지를 만들거나 탄소를 고정할 때 반드시 필요한 원소다.

약 40억 년 전 지구에서 생명체가 처음 등장했을 무렵과 비슷한 시기에 형성된 화성 암석에서 니켈이 높은 함량으로 발견됐다는 사실은 과거 화성에서 생명체가 살 수 있는 환경이었을 가능성을 높여준다.

연구팀은 이번 발견만으로 화성 생명체의 존재를 단정짓는 데 대해서는 신중한 입장을 보였다. 니켈의 기원이 철과 마그네슘이 풍부한 '초고철질' 화산암의 화학적 풍화인지, 운석의 유입인지 아직 결론을 내리기 어렵기 때문이다. 

연구팀은 "퍼서비어런스가 이미 채취해 지구 귀환을 기다리는 암석 시료를 지구에서 정밀 분석하면 니켈이 생명체와 관련이 있는지 더 명확히 알 수 있을 것"이라며 "이번 발견은 화성 암석을 반드시 지구로 가져와야 하는 또 하나의 이유"라고 밝혔다.

<참고> 
doi.org/10.1038/s41467-026-70081-3

[임정우 기자 jjwl@donga.com]