생명 자체가 아니라 물을 찾는 이유
우리가 알아볼 수 있는 생명은 우리가 아는 한 가지 유형뿐이에요. 그 생명에서 물은 용매로 작용하고, 탄소는 분자의 뼈대를 이루며, 에너지의 흐름은 화학 반응을 평형에서 멀리 유지해요. 이런 징후를 찾는 장비는 만들어서 10억 킬로미터 떨어진 곳으로 보낼 수 있어요. 하지만 ‘그곳에서는 모든 것이 전혀 다르게 작동한다면?’을 확인할 장비는 만들 수 없죠. 그래서 생명 탐사 전략은 말 그대로 ‘물을 따라가라’라고 불려요.
오랫동안 액체 상태의 물은 태양 주변의 좁은 띠에서만 존재한다고 여겨졌어요. 더 가까우면 끓어 증발하고, 더 멀면 얼어붙는다는 뜻이었죠. 목성과 토성의 위성들이 이 생각을 뒤집었어요. 이들을 데우는 것은 햇빛이 아니라 조석력이에요. 거대한 행성이 길쭉한 궤도를 도는 위성을 늘였다가 압축하고, 내부의 마찰이 열을 만들어 내면서 얼음 아래에 짠 바다가 유지돼요. 열은 암석으로 된 내부, 즉 아래쪽에서 올라와요. 후보 목록은 늘어났고, 각각을 똑같은 단계에 따라 확인하기 시작했어요.
물을 찾아요. 얼음이나 수증기가 아니라 액체 상태의 물이에요. 중력, 자기장, 그리고 표면이 조석력에 반응하는 방식을 통해 물의 존재를 알아낼 수 있어요.
에너지를 찾아요. 수 킬로미터 두께의 얼음 아래에는 빛이 없어요. 그러니 다른 무언가가 작동해야 하죠. 조석열이나 물과 뜨거운 암석의 반응 같은 것들이에요.
화학 물질을 찾아요. 탄소, 질소, 인, 염류처럼 분자를 만들 재료를 찾는 거예요. 이런 물질은 분출물과 고대 호수의 퇴적물에서 찾아요.
비평형을 포착해요. 빠르게 분해되는데도 여전히 존재하는 기체는 무언가에 의해 계속 보충되고 있을 거예요. 아직 생명은 아니지만, 더 가까이 날아가 살펴볼 이유는 돼요.
4곳의 후보: 화성과 얼음 위성 3개
화성은 4곳 중 유일하게 착륙해서 땅을 팔 수 있는 곳이에요. 표면에는 액체 상태의 물이 없어요. 대기가 너무 희박해서 물이 끓어 수증기로 빠져나가기 때문이죠. 그래도 흔적은 남아 있어요. 화성 탐사차들은 고여 있던 물이 보통 남기는 층상 퇴적물 위를 이동하며, 언젠가 지구로 가져오기를 바라면서 시료를 보관하고 있어요.
유로파, 엔셀라두스, 타이탄은 구조가 달라요. 이들에는 바다가 있지만 숨겨져 있죠. 차이는 얼음 덮개의 두께에 있고, 그 두께가 물에 도달하기 얼마나 어려운지를 결정해요.
수치는 대략적이에요. 두께를 중력과 조석력이 표면을 변형시키는 방식으로 간접 측정하기 때문이죠. 하지만 엔셀라두스가 유리한 이유는 얼음이 얇기 때문만은 아니에요. 남극에서 지각이 갈라졌고, 바다가 수증기와 얼음 먼지로 된 분출 기둥을 통해 우주로 뿜어져 나오고 있어요. 카시니는 이 분출 기둥을 통과했고, 그 자료에서 염류, 유기 화합물, 분자 수소가 발견됐으며 나중에는 인산염도 발견됐어요. 이는 아래쪽의 물이 뜨거운 암석과 접촉하고 있다는 신호예요. 타이탄은 정반대예요. 강과 호수가 표면에 바로 있지만, 메탄으로 이루어져 있고 물은 깊은 곳에 있어요.
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출처
- 카시니와 갈릴레오 임무 자료, 엔셀라두스 분출물의 조성에 관한 연구(분자 수소 - 사이언스, 2017년
- 인산염 - 네이처, 2023년), 유로파 클리퍼와 JUICE 임무 계획을 바탕으로 함