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화성 거대 유기 분자 사슬, 생명체의 가장 유력한 징후일 수도
NASA 주도의 새로운 분석에 따르면, 화성에서 발견된 독특한 유기 분자를 생명체가 형성했을 가능성이 '합리적'이라고 결론지었습니다. 수소와 탄소로 이루어진 이 긴 사슬 분자들은 화성의 Yellowknife Bay 지역에 있는 'Cumberland mudstone'이라는 퇴적암 속에 묻혀 있으며, 이들의 현재 풍부함은 비생물학적 과정만으로는 완전히 설명되지 않아, 붉은 행성에서 고대 생명체의 존재 가능성을 열어두고 있습니다.
과학자들은 지난 3월, 과거 호수였던 Yellowknife Bay 지역의 'Cumberland mudstone'에서 알칸(alkanes)으로 알려진 이 유기 분자들의 발견을 처음으로 보고했습니다. 탄소 사슬 길이가 10~12개 원자인 이 분자들은 지난 3월에 확인되었습니다. 메탄과 에탄과 같은 짧은 사슬 알칸은 흔하고 비생물학적 과정을 통해 형성될 수 있지만, 12개 이상의 탄소 원자를 가진 알칸은 생물학적 과정과 더 밀접하게 관련되어 있다고 여겨집니다.
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연구원들은 수학적 모델링, 큐리오시티 로버의 데이터, 그리고 최근의 복사분해 실험을 활용하여 심층 분석을 수행했습니다. 이 연구들은 수십억 년 전 이 분자들이 암석에 퇴적되었을 당시의 원래 양을 추정하는 것을 목표로 했습니다. '천체생물학(Astrobiology)' 저널에 게재된 이 연구에 따르면, 샘플 내 알칸의 현재 풍부도는 10억분의 30~50(ppb) 범위입니다. 그러나 이 암석은 약 8천만 년 동안 화성의 혹독한 표면 방사선에 노출되어 유기물 함량이 크게 저하되었습니다.
연구원들은 논문에서 "Cumberland 샘플에 보존된 유기물의 지질학적 역사와 열적 성숙도를 고려할 때, 회수된 물질이 25억 년 전 퇴적될 당시 퇴적층에 포함되었을 원래 지질 함량의 극히 일부(아마도 몇 자릿수 이상 적은)에 불과하다고 가정하는 것이 합리적"이라고 설명했습니다. 이전의 복사분해 실험을 기준으로, 연구원들은 알칸 또는 이들로부터 분해된 지방산에 대해 10억분의 120~7,700이라는 '보수적인' 초기 풍부도를 계산했습니다.
연구팀은 이 분자들의 기원을 설명하기 위해 여러 시나리오를 평가했습니다. 운석이나 행성 간 먼지 입자와 같은 외계 기원은 이러한 입자가 암석을 관통할 수 없고 해당 지역에 운석 충돌의 명확한 증거가 없기 때문에 배제되었습니다. 또한, 화성의 고대 대기가 관측된 풍부함을 설명하기에 충분히 흐리지 않았기 때문에 대기에서 유기 분자가 침전되는 것도 배제되었습니다. 물-암석 상호작용은 유기 분자를 생성할 수 있지만, 일반적으로 더 작은 분자를 생성합니다. 지방산 형성은 또한 고온을 필요로 할 수 있는데, Cumberland 샘플은 이를 나타내지 않습니다.
여러 이론을 배제했음에도 불구하고, 하나의 비생물학적 과정은 여전히 가능성이 있었습니다. 연구원들은 일부 유기물이 화성의 열수 시스템에서 비생물학적으로 형성되었고, 물이 풍부한 유기물 함유 유체를 통해 표면으로 운반되었을 가능성을 배제할 수 없었습니다. 그러나 연구원들은 이것이 생명의 결정적인 증거는 아니라고 강조합니다. 연구원들은 "분명히 말하자면, 우리는 Cumberland mudstone에서 고대 화성 생명의 증거가 발견되었다고 주장하지 않습니다."라고 말했습니다.
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Cumberland 샘플은 물이 있는 곳에서 형성되는 점토 광물, 영양 질산염, 생물학적 활동과 관련된 탄소 유형, 그리고 유기 분자를 보존하는 데 도움이 되는 황을 포함하여, 일반적으로 생물학적 과정과 관련된 많은 구성 요소로 여전히 풍부합니다. Gale Crater의 Yellowknife Bay 고대 호수는 수많은 수백만 년 동안 물을 담고 있었으며, 이는 생명 형성 화학이 발전할 충분한 시간을 제공했을 것입니다. 그러나 큐리오시티 로버는 분리 및 식별 방식 때문에 생물학적 과정과 더 관련이 있을 가능성이 높은 더 큰 분자를 분석하는 데 한계가 있을 수 있습니다.
