한국항공우주연구원

NASA(미국 항공우주국)의 화성 탐사로버 큐리오시티는 화성이 과거에 생명체가 살 수있는 환경이었었는지를 조사하고, 현재 화성 환경의 주요 변화에 관한 탐사활동을 하고 있다. 최근, NASA는 큐리오시티에 탑재된 ‘SAM(Sample Analysis at Mars) instrument suite’을 이용하여 화성의 퇴적층을 분석하는 과정에서 고착화된(fixed) 질소를 발견했다고 밝혔다.

질산염(NO3)은 생명체의 생존에 이용될 수 있는 고착화된 질소를 포함한 화합물이다. 질소는 유전 정보가 담겨진 DNA와 RNA, 그리고 생명체 내에서 화학반응을 조절하는 단백질에 필요하기 때문에 모든 생명체들에게 필요한 필수 원소이다. 과거 큐리오시티는 물의 흔적, 유기물(탄소) 등과 같이 생명체가 살아가는데 필요한 일부 요소들의 증거를 발견했었다. 이번 발견은 고대 화성의 환경이 생명체가 생존할 만한 환경이었다는 증거를 하나 더 추가하였다.

지구와 화성에는 대기 중에 질소가 질소가스(N2) 형태로 존재한다. 질소가스는 두 개의 질소원자가 매우 강하게 결합되어 있기 때문에, 자연적으로 다른 분자들과 화학 반응을 일으키지 않는다. 질소는 질소 원자끼리 결합되어 있지 않으면 다른 분자들과 쉽게 화학반응을 일으킬 수 있고, 위 과정에서 생성된 질소화합물이 생명체 내부에서 사용될 수 있다. (한편, 지구에서는 일부 미생물이 대기 중의 질소가스로부터 고착화시킬 수 있으며, 그리고 번개가 발생할 때 대기 중의 소량 질소가스와 질소원자가 고착화되기도 한다.)

이번에 발견된 질소는 산화질소 형태로 발견되었는데, 세 개의 산소원자와 한 개의 질소원자가 결합된 질산염(NO3)이 열에 의해 분해되는 과정에서 발생할 수 있다. 질산염은 고착화된 질소원소의 원천으로 다양한 원자 또는 분자와 화학반응을 쉽게 일으킬 수 있다. 이번에 발견된 고착화된 질소가 생명체로부터 생성된 것이라는 확실한 증거는 없다. 현재의 화성은 알려진 생명체가 살기에 황량하기 때문에, 큐리오시티를 운영하는 팀에서는 질산염이 먼 과거의 운석 충돌 또는 번개 등 비-유기적인 과정을 통하여 생성되었을 가능성과 먼 과거의 생명체로부터 생성되었을 가능성 등을 염두에 두고 있다.

물이 흘렀던 메마른 강바닥 형상과 액체 상태의 물에서만 형성되는 미네랄의 발견은 과거 화성의 환경이 생명체가 존재할만한(hospitable) 환경이었다는 것을 의미한다. 큐리오시티 팀은 생명체의 생존에 필요한 몇 가지 성분(ingredient)과 고대 단순한 유기체가 존재할 수 있었다는 환경을 뒷받침할만한 증거가 게일 분화구(Gale Crater)주변에 존재한다는 것을 발견하였다.

Stern은 3월 23일에 온라인에 개재한 논문 “Evidence for indigence nitrogen in sedimentary and aeolian deposits from the Curiosity rover investigations at Gale crater, Mars”의 제1저자로 “생화학적으로 접근하기 쉬운 형태의 질소의 발견은 과거 화성 게일분화구 주변이 생명체가 존재할만한 환경이라는 것을 뒷받침한다”라고 언급하였다. 큐리오시티 팀은 위 논문을 통하여, 총 세 지역에서 채취된 샘플(“Rocknest” 지역의 바람에 날린 모래와 먼지 샘플, 그리고 “Yellowknife Bay”의 “John Klein” 지역과 “Cumberland”지역의 채취된 암석 샘플 등)에서 질산염 존재에 관한 증거를 발견하였다고 밝혔다. 특히 “Rocknest”에서 채취된 샘플은 먼 거리에서 날아온 먼지 샘플이 포함되어 있어 저자들은 질소가 화성에 널리 분포되어 있을 것으로 추정하고 있다.

그림 1. 질소를 발견한 탐시지역 Rocknest

그림 2. 샘플이 채취된 John Klein(녹색점)과 Cumberland(노란점) 

※ 이 글은 아래 링크의 기사를 참조하여 작성하였습니다.
    http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4516