현재의 화성 탐사선 장비로는 화성 미생 탐지 불가능
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2023-02-22 22:34:59
3'50" 읽기
- 연구원들, 지구상에서 가장 열악한 지역 중 하나인 아타카마 사막에서 이 문제 조사
- 오랫동안 지구상에서 지질학과 기후 측면에서 화성과 매우 가까운 지역으로 여겨져
- 특히 좋은 유사체는 칠레 도시 Antofagasta 남쪽의 건조한 삼각주인 "Red Stone"
- "불가능하지 않지만 어렵다“
우리 이웃 행성 화성에 생명체가 있었을까? 일부 화성 미생물이 오늘날까지 살아남았을까? 화성은 초기에 생명체에게 우호적이었기 때문에 수십억 년 전에 최초의 단순한 형태의 생명체도 화성에 나타났을 가능성이 높다. 우주 탐사선과 로버가 이미 화성의 하층토에서 다양한 유기 분자를 탐지했지만 이것이 생물학적 기원일 수 있는지 여부는 매우 논란의 여지가 있다. 반면에 과거 또는 현재의 미생물 생명체의 명확한 흔적은 전혀 없다.
아타카마 사막의 화성 유사체
화성은 항상 불모의 무생물 행성이었을까? 아니면 이전 생명 세계의 희박한 흔적을 찾지 못했을까? 마드리드 우주생물학 센터의 Armando Azua-Bustos가 이끄는 연구원들은 이제 지구상에서 가장 열악한 지역 중 하나인 아타카마 사막에서 이 문제를 조사했다. 오랫동안 지질학과 기후 측면에서 화성과 매우 가까운 지역으로 여겨져 왔다.
화성의 특히 좋은 유사체는 칠레 도시 Antofagasta 남쪽의 건조한 삼각주인 "Red Stone"이다. 아타카마 고원에 위치한 이 계곡은 1억6000만~1억 년 전에 NASA의 퍼서비어런스 로버가 현재 이동 중인 화성 제제로 분화구와 비슷한 조건에서 형성됐다. 이와 유사하게 레드 스톤은 물이 있을 때 형성된 점토 광물, 석고 및 소금층을 포함하는 두꺼운 사암 형성물을 가지고 있다. 그리고 화성과 마찬가지로 Red Stone에는 비가 내리지 않는다. 유일한 습기는 밤에 가끔 내리는 습기에서 나온다.
생명의 흔적이 거의 없음
그들의 연구를 위해 Azua-Bustos와 그의 팀은 이제 Red Stone에 어떤 미생물 생명체가 존재하는지 여부와 어떤 도구를 사용하여 감지할 수 있는지 조사했다. 이를 위해 팀은 먼저 분광법, 형광 기반 이미징 방법 및 DNA 분석을 포함해 사용 가능한 가장 민감한 실험실 방법으로 토양 및 암석 샘플을 분석했다. 이것은 이 적대적인 환경에 어떤 유기물과 미생물이 존재하는지 명확히 해야 한다.
분석 결과: Red Stone의 토양과 퇴적물에는 최소한의 유기 물질이 포함돼 있다. 가스 크로마토그래피-질량 분석법과 같은 매우 민감한 검출 방법으로도 Azua-Bustos와 그의 동료들은 살아있는 기질의 전형적인 지질이나 지방산과 같은 몇 가지 분자만 검출할 수 있었다. 미생물의 존재에 대한 증거는 유사하게 희박했다. "가장 현대적이고 최고의 장비로도 이러한 생체 신호를 감지하기 어렵다.“
이 유전 물질의 대부분은 알려진 미생물 서명에 할당될 수 없다. 과학자들은 이러한 생체특징이 이전에 알려지지 않은 현존하는 종에서 나온 것인지 아니면 오래전에 멸종된 미생물의 DNA 유물인 유전적 화석인지조차 알 수 없다. 그들은 기후가 더 습하고 계곡을 통해 강이 흐르던 수백만 년 전에 Red Stone Valley에서 마지막으로 살았을 것이다.
시험에 투입된 화성 탐사선 장비
이것은 화성에 무엇을 의미할까? 이를 알아보기 위해 Azua-Bustos와 그의 팀은 다음으로 현재 및 미래의 화성 착륙선과 로버에 장착된 장비로 샘플을 조사했다. 여기에는 ESA의 다가오는 Exomars 임무를 위해 계획된 Raman 레이저 분광계뿐만 아니라 Curiosity Mars 로버의 SAM 제품군에서 발견되는 것과 같은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프 및 레이저 분광계가 포함된다.
화성 탐사선이 그렇게 희박한 생명체의 흔적을 찾을 기회가 있을까? 테스트 결과 이것이 사실이 아닐 가능성이 높은 것으로 나타났다. SAM 제품군은 레드스톤 샘플의 유기 성분을 전혀 감지하지 못했거나 감지 한계에 근접했다. Exomars를 위한 분석 패키지도 처음에는 성공하지 못했다. 로버 장비가 개별 사례에서 수행할 수 있는 분석 단계인 강한 용매로 샘플을 처리한 후에야 잠재적으로 일부 생물 발생 유기 분자가 감지되었다.
"불가능하지 않지만 어렵다“
아주아-부스토스(Azua-Bustos)와 그의 동료들에 따르면, 이러한 결과는 화성에서 미생물 생명체의 존재나 화석 생명체의 흔적을 현재의 방법으로는 탐지할 수 없을 것임을 암시한다. "레드 스톤에서와 같이 희박한 유기 물질의 흔적은 화성 퇴적물에서 감지하기가 불가능하지는 않지만 어려울 것이다"고 그들은 말했다.
이 연구에 참여하지 않은 NASA 연구원인 Ames Research Center의 캐롤 스토커(Carol Stoker)도 비슷한 견해를 가지고 있다. 화성의 선사 시대에서 생명을 찾아라! Red Stone과 같은 화성 유사체에서 더욱 구체적으로 미래의 화성 임무를 위한 장비를 테스트하는 것이 더욱 중요하다.
Azua-Bustos와 그의 팀은 또한 화성에서 지구로 샘플을 반환하고 실험실에서 더 철저하게 분석하는 것이 화성의 생명체를 찾는 더 좋은 방법일 수 있다고 강조한다. 이를 위해 Mars rover Perseverance는 Jezero 분화구에서 수집한 샘플 튜브의 첫 번째 창고를 막 만들었다. 다가오는 화성 임무 중에 픽업하여 지구로 다시 가져올 예정이다.
(nature communications, 2023; doi: 10.1038/s41467-023-36172-1)
출처: 네이처 커뮤니케이션즈
- 연구원들, 지구상에서 가장 열악한 지역 중 하나인 아타카마 사막에서 이 문제 조사
- 오랫동안 지구상에서 지질학과 기후 측면에서 화성과 매우 가까운 지역으로 여겨져
- 특히 좋은 유사체는 칠레 도시 Antofagasta 남쪽의 건조한 삼각주인 "Red Stone"
- "불가능하지 않지만 어렵다“
화성: 우리가 뭔가를 놓쳤을까?
화성 탐사선의 장비는 화성 미생물이나 그 유물도 감지하지 못한다.
감지할 수 없음:
화성에 생명체나 미생물 생명체에 대한 고대 증거가 있다면 왜 발견되지 않았을까? 아타카마 사막에서의 실험은 이제 답을 제공한다. 화성의 조건과 매우 유사한 것으로 간주되는 지역이다. 현재 화성 탐사선에 설치된 것과 같은 분석 장비는 그곳에 존재하는 희박한 미생물이나 그 유물을 감지할 수 없는 것으로 밝혀졌다. 유기 물질도 부분적으로만 확인되었다. 이것은 지구에 대한 샘플 검색의 중요성을 강조한다고 Nature Communications에서 팀이 말했다.
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| ▲ 아타카마 사막에 있는 이 계곡은 화성처럼 보일 뿐만 아니라 지질학적으로나 기후적으로 거의 완벽한 화성 유사체다. © Armando Azua-Bustos |
우리 이웃 행성 화성에 생명체가 있었을까? 일부 화성 미생물이 오늘날까지 살아남았을까? 화성은 초기에 생명체에게 우호적이었기 때문에 수십억 년 전에 최초의 단순한 형태의 생명체도 화성에 나타났을 가능성이 높다. 우주 탐사선과 로버가 이미 화성의 하층토에서 다양한 유기 분자를 탐지했지만 이것이 생물학적 기원일 수 있는지 여부는 매우 논란의 여지가 있다. 반면에 과거 또는 현재의 미생물 생명체의 명확한 흔적은 전혀 없다.
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| ▲ 레드 스톤의 위치와 지질학적 특징. 아타카마 사막의 레드 스톤 위치(디지털 지형 모델86). B 주변 지역을 확대한 위성 이미지(Sentinel 2020 위성 데이터). C Caleta Coloso-El Way 지층의 보고된 퇴적 기록에 따라 B에 표시된 충적/델타 시스템의 고지리학적 재구성(Flint, S. Clemmey, H. & Turner, P. The Lower Cretaceous Way Group of Northern 칠레: 충적 팬-팬 델타 복합 퇴적물 Geology 46, 1-22 (1986)25,87). C의 검은색 화살표는 현재 태평양 아래에 있는 기원점인 고대 삼각주의 흐름 방향을 나타낸다. A, B 및 C의 빨간색 점은 E에 표시된 노두의 위치를 보여준다. D 패널 E에 표시된 연구된 노두의 Stratigraphic 열이다. 빨간색 화살표는 샘플 수집 지점을 보여준다. E 연구된 노두의 확대 보기. 위에서 아래로: UZ 상단 구역, U1 장치 1, 센서 위치의 WI 벽, U2 장치 2, WO 벽 외부 센서 위치, LZ 하단 구역. (출처:관련논문 Published: 21 February 2023 Dark microbiome and extremely low organics in Atacama fossil delta unveil Mars life detection limits) |
아타카마 사막의 화성 유사체
화성은 항상 불모의 무생물 행성이었을까? 아니면 이전 생명 세계의 희박한 흔적을 찾지 못했을까? 마드리드 우주생물학 센터의 Armando Azua-Bustos가 이끄는 연구원들은 이제 지구상에서 가장 열악한 지역 중 하나인 아타카마 사막에서 이 문제를 조사했다. 오랫동안 지질학과 기후 측면에서 화성과 매우 가까운 지역으로 여겨져 왔다.
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| ▲ 아타카마 사막에 있는 이 계곡은 화성처럼 보일 뿐만 아니라 지질학적으로나 기후적으로 거의 완벽한 화성 유사체다. © Armando Azua-Bustos |
화성의 특히 좋은 유사체는 칠레 도시 Antofagasta 남쪽의 건조한 삼각주인 "Red Stone"이다. 아타카마 고원에 위치한 이 계곡은 1억6000만~1억 년 전에 NASA의 퍼서비어런스 로버가 현재 이동 중인 화성 제제로 분화구와 비슷한 조건에서 형성됐다. 이와 유사하게 레드 스톤은 물이 있을 때 형성된 점토 광물, 석고 및 소금층을 포함하는 두꺼운 사암 형성물을 가지고 있다. 그리고 화성과 마찬가지로 Red Stone에는 비가 내리지 않는다. 유일한 습기는 밤에 가끔 내리는 습기에서 나온다.
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| ▲ 화성의 제로 분화구처럼 아타카마의 레드 스톤 밸리는 수백만 년 동안 말라버린 강 계곡이다. © Armando Azua-Bustos |
생명의 흔적이 거의 없음
그들의 연구를 위해 Azua-Bustos와 그의 팀은 이제 Red Stone에 어떤 미생물 생명체가 존재하는지 여부와 어떤 도구를 사용하여 감지할 수 있는지 조사했다. 이를 위해 팀은 먼저 분광법, 형광 기반 이미징 방법 및 DNA 분석을 포함해 사용 가능한 가장 민감한 실험실 방법으로 토양 및 암석 샘플을 분석했다. 이것은 이 적대적인 환경에 어떤 유기물과 미생물이 존재하는지 명확히 해야 한다.
분석 결과: Red Stone의 토양과 퇴적물에는 최소한의 유기 물질이 포함돼 있다. 가스 크로마토그래피-질량 분석법과 같은 매우 민감한 검출 방법으로도 Azua-Bustos와 그의 동료들은 살아있는 기질의 전형적인 지질이나 지방산과 같은 몇 가지 분자만 검출할 수 있었다. 미생물의 존재에 대한 증거는 유사하게 희박했다. "가장 현대적이고 최고의 장비로도 이러한 생체 신호를 감지하기 어렵다.“
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| ▲ 연구된 노두의 클로즈업 보기. A: Top 풍화된 느슨한 대기업. B: 시멘티드 대기업. C, D: 미세하게 층을 이룬 이암(m)이 있는 사암(들)을 보여줍니다. 흰색 화살표는 암염/석고 정맥을 가리킵니다. E: 증발광맥 중 하나가 파손된 후 내부의 암염/석고와 이를 덮고 있는 얇은 적철석 층을 노출합니다. F: 노출된 후에만 관찰할 수 있는 노두 표면과 평행한 섬유질 암염 지각.(출처:관련논문) |
이 유전 물질의 대부분은 알려진 미생물 서명에 할당될 수 없다. 과학자들은 이러한 생체특징이 이전에 알려지지 않은 현존하는 종에서 나온 것인지 아니면 오래전에 멸종된 미생물의 DNA 유물인 유전적 화석인지조차 알 수 없다. 그들은 기후가 더 습하고 계곡을 통해 강이 흐르던 수백만 년 전에 Red Stone Valley에서 마지막으로 살았을 것이다.
시험에 투입된 화성 탐사선 장비
이것은 화성에 무엇을 의미할까? 이를 알아보기 위해 Azua-Bustos와 그의 팀은 다음으로 현재 및 미래의 화성 착륙선과 로버에 장착된 장비로 샘플을 조사했다. 여기에는 ESA의 다가오는 Exomars 임무를 위해 계획된 Raman 레이저 분광계뿐만 아니라 Curiosity Mars 로버의 SAM 제품군에서 발견되는 것과 같은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프 및 레이저 분광계가 포함된다.
화성 탐사선이 그렇게 희박한 생명체의 흔적을 찾을 기회가 있을까? 테스트 결과 이것이 사실이 아닐 가능성이 높은 것으로 나타났다. SAM 제품군은 레드스톤 샘플의 유기 성분을 전혀 감지하지 못했거나 감지 한계에 근접했다. Exomars를 위한 분석 패키지도 처음에는 성공하지 못했다. 로버 장비가 개별 사례에서 수행할 수 있는 분석 단계인 강한 용매로 샘플을 처리한 후에야 잠재적으로 일부 생물 발생 유기 분자가 감지되었다.
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| ▲ 화성 탐사선 Curiosity SAM 장비 세트. © NASA/JPL-Caltech |
"불가능하지 않지만 어렵다“
아주아-부스토스(Azua-Bustos)와 그의 동료들에 따르면, 이러한 결과는 화성에서 미생물 생명체의 존재나 화석 생명체의 흔적을 현재의 방법으로는 탐지할 수 없을 것임을 암시한다. "레드 스톤에서와 같이 희박한 유기 물질의 흔적은 화성 퇴적물에서 감지하기가 불가능하지는 않지만 어려울 것이다"고 그들은 말했다.
이 연구에 참여하지 않은 NASA 연구원인 Ames Research Center의 캐롤 스토커(Carol Stoker)도 비슷한 견해를 가지고 있다. 화성의 선사 시대에서 생명을 찾아라! Red Stone과 같은 화성 유사체에서 더욱 구체적으로 미래의 화성 임무를 위한 장비를 테스트하는 것이 더욱 중요하다.
Azua-Bustos와 그의 팀은 또한 화성에서 지구로 샘플을 반환하고 실험실에서 더 철저하게 분석하는 것이 화성의 생명체를 찾는 더 좋은 방법일 수 있다고 강조한다. 이를 위해 Mars rover Perseverance는 Jezero 분화구에서 수집한 샘플 튜브의 첫 번째 창고를 막 만들었다. 다가오는 화성 임무 중에 픽업하여 지구로 다시 가져올 예정이다.
(nature communications, 2023; doi: 10.1038/s41467-023-36172-1)
출처: 네이처 커뮤니케이션즈
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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