화성에 생명체가 존재할 수 있다는 가능성은 한 세기 넘게 연구자, 과학자, 작가들의 상상을 사로잡았습니다. Giovanni Schiaparelli(그리고 나중에 Percival Lowell)가 19세기에 '화성 운하'라고 믿었던 것을 발견한 이후로, 인류는 언젠가 문명을 찾고 토착 화성인을 만나기 위해 붉은 행성에 사절을 보내는 꿈을 꾸었습니다.
동안 선원 그리고 바이킹 1960년대와 70년대의 프로그램은 화성 문명의 개념을 산산조각 냈지만, 그 이후로 어떻게 생명체가 화성에 존재할 수 있었는지 보여주는 여러 증거가 등장했습니다. 덕분에 새로운 연구 이것은 화성이 호기성 유기체를 지원하기에 충분한 산소 가스가 표면 아래에 잠겨 있을 수 있음을 나타냅니다.아직거기에 또 다른 부스트가 주어졌습니다.
최근 저널에 실린 연구 자연 지구과학 , 지구 및 행성 과학자이자 NASA 제트 추진 연구소의 이론 물리학자인 Vlada Stamenkovic이 주도했습니다. 그는 JPL의 여러 멤버와 합류했습니다. 지질 및 행성 과학부 캘리포니아 공과대학(Caltech)에서.
화성의 남극 만년설. 크레딧: ESA/DLR/FU 베를린
간단히 말해서, 산소 가스가 화성에서 할 수 있었던 역할은 역사적으로 거의 주목을 받지 못했습니다. 이것은 산소가 주로 이산화탄소와 메탄으로 구성된 화성 대기의 매우 작은 비율을 구성한다는 사실 때문입니다. 그러나 화성 운석과 그 표면의 망간이 풍부한 암석의 지구화학적 증거는 높은 수준의 산화를 보여주었다.
이것은 과거 화성에 존재했던 물의 결과일 수 있으며, 이는 산소가 화성 지각의 화학적 풍화에 역할을 했음을 나타냅니다. 이 가능성을 조사하기 위해 Stamenkovi와 그의 팀은 호기심임시 과녁 . 첫 번째는 큐리오시티의 화학적 증거였습니다. 화학 및 광물학 (CheMin) 기기는 화성 암석 샘플에서 높은 수준의 산화를 확인했습니다.
둘째, 그들은 다음 기관에서 얻은 증거를 참조했습니다.마스 익스프레스' 지하 및 전리층 관측을 위한 화성 고급 레이더 (MARSIS)의 존재를 나타내는 계기 화성의 남쪽 극지방 아래의 물 . 이 데이터를 사용하여 팀은 지하 염수 퇴적물에 얼마나 많은 산소가 존재할 수 있는지, 그리고 이것이 호기성 유기체를 유지하기에 충분한지 여부를 계산하기 시작했습니다.
그들은 화성 조건에서 액체 염수(염수 및 기타 용해성 광물)에서 O²의 용해도를 계산하기 위해 포괄적인 열역학적 프레임워크를 개발하는 것으로 시작했습니다. 이러한 계산을 위해 그들은 O²의 공급이 화성의 대기이며 지표 및 지하 환경과 접촉할 수 있고 따라서 이전할 수 있다고 가정했습니다.
화성의 남극 아래에서 물의 레이더 탐지. 신용: ESA/NASA/JPL/ASI/Univ. 로마
다음으로, 그들은 이 용해도 프레임워크를 화성 일반 순환 모델(GCM)에 결합하여 O²가 염수에 용해되는 연간 비율을 결정하여 오늘날 화성의 국지적 압력 및 온도 조건을 고려했습니다. 이를 통해 어떤 영역이 높은 수준의 O² 용해도를 유지할 가능성이 가장 높은지 즉시 파악할 수 있었습니다.
마지막으로 그들은 지난 2천만 년 동안 호기성 환경의 분포가 어떻게 진화했으며 향후 1천만 년 동안 어떻게 변할지 결정하기 위해 화성의 경사면의 역사적 및 미래 변화를 계산했습니다. 이로부터 그들은 최악의 시나리오에서도 호기성 미생물 유기체를 지원하기에 충분한 산소가 화성 암석과 지하 저수지에 있음을 발견했습니다. Stamenkovic은 Universe Today에 다음과 같이 말했습니다.
“우리의 결과는 산소가 호기성 미생물이 호흡에 필요한 것보다 훨씬 높은 농도로 현대 화성 조건에서 다양한 염수에 용해될 수 있다는 것입니다. 지하수의 잠재력과 관련된 진술은 아직 할 수 없지만, 우리의 결과는 MSL로 관찰된 망간 산화물을 형성하는 암석에 작용하는 차가운 염수의 존재를 암시할 수 있습니다.”
그들의 계산에서 그들은 화성의 대부분의 지하 환경이 호기성 호흡에 필요한 산소 수준(~10^?6 mol m^?3)을 최대 6자리까지 초과한다는 것을 발견했습니다. 이것은 오늘날 지구의 바다에 있는 산소 수준에 상응하며, 약 23억 5천만 년 전 대산소 사건 이전에 지구에 존재했던 것보다 높습니다(10^?13–10^?6 mol m^?3).
. 크레딧: YONHAP/EPA
이러한 발견은 지하 염수 퇴적물에 생명체가 여전히 존재할 수 있음을 나타내며 고도로 산화된 암석의 형성에 대한 설명을 제공합니다. 'MSL의 큐리오시티 로버는 일반적으로 암석이 고도로 산화된 암석과 상호 작용할 때만 형성되는 망간 산화물을 감지했습니다.'라고 Stamenkovic은 말했습니다. '따라서 우리의 결과는 암석이 변경되는 동안 시원한 염수가 존재하고 산소 농도가 오늘날과 비슷하거나 더 높다면 이러한 발견을 설명할 수 있습니다.'
그들은 또한 훨씬 더 높은 농도의 O²가 존재하는 극지방 주변에 여러 위치가 있을 수 있으며, 이는 해면과 같은 더 복잡한 다세포 유기체의 존재를 뒷받침하기에 충분할 것이라고 결론지었습니다. 한편, 중간 용해도를 갖는 환경은 Hellas 및 Amazonis Planitia, 아라비아 및 Tempe Terra와 같이 표면 압력이 더 높은 적도에 더 가까운 저지대 지역에서 발생할 가능성이 높습니다.
이 모든 것에서 시작되는 것은 화성의 생명체가 단순히 사라지는 것이 아니라 지하로 이동할 수 있었던 방법에 대한 그림입니다. 대기가 서서히 제거되고 표면이 냉각됨에 따라 물이 얼기 시작하여 광합성과 무관한 호기성 유기체를 지원하기에 충분한 산소가 존재하는 땅과 지하 은닉처로 이동했습니다.
이 가능성은 화성에서 생명체를 찾는 새로운 기회로 이어질 수 있지만, 화성에서 생명체를 찾는 것은 매우 어려울 수 있습니다(그리고 바람직하지 않은 일). 우선, 이전 임무는 지구 박테리아로 오염되는 것을 두려워하여 화성에서 수분 농도가 높은 지역을 피했습니다. 따라서 NASA와 같은 다가오는 임무는 2020년 3월 로버는 전생의 증거를 찾기 위해 지표 토양 샘플을 수집하는 데 집중할 것입니다.
이 아티스트의 컨셉은 화성을 탐험하는 NASA의 Mars 2020 탐사선을 묘사합니다. 크레딧: NASA
둘째, 이 연구는 화성의 지하 은닉처에 생명체가 존재할 가능성을 제시하지만, 화성에 생명체가 여전히 존재한다는 것을 결정적으로 증명하지는 않습니다. 그러나 Stamenkovic이 지적했듯이 이것은 흥미진진한 새로운 연구를 위한 문을 열어주고 화성을 보는 방식을 근본적으로 바꿀 수 있습니다.
“이는 우리가 과거뿐 아니라 현재에도 화성 생명체의 잠재력에 대해 여전히 배울 것이 많다는 것을 의미합니다. 아직 많은 질문이 남아있지만 이 연구는 또한 오늘날 화성에 존재하는 생명체의 가능성을 탐구할 수 있는 희망을 주기도 합니다. 호기성 호흡에 초점을 맞춘 매우 예상치 못한 일입니다.”
이 연구의 가장 큰 의미 중 하나는 화성이 지구의 조건과 다른 조건에서 어떻게 생명체를 진화시켰는지 보여주는 방식입니다. 유해 환경에서 발생하는 혐기성 유기체와 광합성을 사용하여 산소를 생성하는(호기성 유기체에 적합한 대기 만들기) 대신 화성은 암석과 물을 통해 산소를 공급하여 태양으로부터 멀리 떨어진 추운 환경에서 호기성 유기체를 유지할 수 있었습니다.
이 연구는 지구 밖의 생명체를 찾는 데에도 영향을 미칠 수 있습니다. 차갑고 건조한 외계 행성의 지하 미생물은 우리에게 '거주 가능'의 이상적인 정의처럼 보이지 않을 수 있지만, 우리가 하는 것처럼 생명체를 찾을 수 있는 잠재적 기회를 만듭니다.~ 아니다그것을 알고. 결국 지구 너머의 생명체를 찾는 것은 그것이 어떤 형태를 취하든 획기적인 것입니다.