[IF] 火星에 메탄 가스 많다더니… 다 땅 속으로 간다고?

조선일보
  • 최인준 기자
    입력 2019.07.11 03:10

    매번 검출량 들쭉날쭉해 의문… 화성과 비슷한 환경에서 실험

    화성(火星)에 생명체가 있을까. 과학자들은 해답을 찾기 위해 생명의 필수 조건인 물과 생명체가 배출하는 메탄을 찾았다. 지난해 화성 지하에서 큰 규모의 호수가 발견되면서 생명체가 있다는 쪽에 크게 힘이 실렸다. 하지만 또 다른 지표인 메탄가스는 측정 때마다 검출량이 들쭉날쭉해 오랜 시간 풀리지 않는 숙제로 남아 있었다. 최근 화성의 메탄 미스터리를 풀 실마리가 발표돼 학계의 주목을 받고 있다.

    덴마크 오르후스대의 카이 핀스터 교수는 "화성과 비슷한 환경을 모사해 실험했더니 강한 바람에 암석이 침식되는 과정에서 대기 중 메탄이 크게 줄어든다는 사실을 확인했다"고 국제학술지 '이카루스'에 밝혔다.

    암석이 바람에 의해 깎이면서 대기 중 아르곤을 이온으로 바꿈. 이 과정에서 이온화된 메탄
    암석이 바람에 의해 깎이면서 대기 중 아르곤을 이온으로 바꿈. 이 과정에서 이온화된 메탄 분자가 암석 표면과 결합. /자료=오르후스대
    메탄가스는 탄소 원자 1개와 수소 원자 4개가 결합한 유기화합물이다. 주로 미생물이 대사 과정에서 배출하기 때문에 물과 함께 화성에 생명체가 존재하는지 여부를 가려주는 중요한 지표로 꼽힌다. 지구에서는 소의 방귀나 트림으로도 나온다. 문제는 측정할 때마다 화성 대기 중 메탄의 양이 크게 차이가 난다는 점이다. 미항공우주국(NASA)도 지난달 탐사선 '큐리오시티'가 화성에서 역대 가장 많은 양의 메탄가스를 발견했지만, 1주일 뒤 추가 측정에서는 전혀 검출하지 못했다고 밝혔다. 앞서 지난 4월 유럽우주항공국(ESA)은 "화성 궤도에 있는 가스추적궤도선(TGO)의 데이터를 분석한 결과 대기에서 메탄 성분을 거의 발견할 수 없었다"고 국제학술지 '네이처'에 발표했다. 메탄가스가 급증했다가 갑자기 자취를 감추기를 반복한다는 것이다.

    그동안 메탄 실종을 뒷받침하는 설명으로 태양에 의한 '광화학 분해' 이론이 유력했다. 태양으로부터 오는 강한 자외선이 메탄을 이산화탄소와 포름알데히드, 메탄올로 분해한다는 것이다. 하지만 광분해는 천천히 일어나므로 메탄이 빠른 속도로 사라진 현상을 설명해주지 못한다. 계절이나 지역에 따라 메탄 농도가 달라지는 이유도 여전히 명확하게 밝혀지지 않고 있다.

    연구진은 화성과 비슷한 환경을 만들어 메탄이 사라지는 이유를 확인했다. 먼저 실내에 화성 대기를 이루는 비활성 기체 아르곤을 넣고 화성에 많은 현무암과 사장석 가루를 넣었다. 여기에 화성처럼 강한 바람을 일으켰더니 상당량의 메탄이 토양에 결합했다.

    연구진은 바람에 의해 아르곤 원자와 메탄 분자 속 탄소 원자가 전기를 띤 이온으로 바뀌었고, 이후 탄소 이온이 화성에 많은 실리콘 재질의 사장석 표면에 달라붙었다고 설명했다. 이와 같은 메탄의 이온화 과정은 결과적으로 화성에서 생명체가 존재할 가능성을 낮추는 요인도 된다고 연구진은 설명했다. 메탄 이온이 암석과 결합하면서 생기는 과(過)산화물이 암석에 살고 있는 생명체에 독성을 미칠 수 있다는 것이다. 핀스터 교수는 "독성 화합물이 생긴다는 것은 화성 표면에 생명체가 존재할 가능성이 매우 낮다는 의미"라고 말했다.


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