우주에 대한 경외감을 자아내는 토성은 신비로운 고리로만 유명한 것은 아니다. 토성의 북극 지역에는 '치명적인 아름다움'이라는 말이 딱 어울리는 육각형 구름이 존재한다. 30여 년 전 미항공우주국(NASA)의 보이저 1호가 처음 발견한 이 육각형 구름은 그동안 천문학자들의 많은 의문을 불러왔다. 15일(현지시간) NASA는 토성탐사선 카시니호가 촬영한 토성 북반구의 새 사진을 공개했다. 태양빛을 받아 환하게 빛나는 사진에서 눈에 띄는 것은 뚜렷하게 보이는 육각형 구름으로 그 정체는 바로 무시무시한 소용돌이다. NASA가 붓으로 수채화를 그린 것 같다고 묘사한 토성의 극소용돌이(polar vortex)는 지구의 허리케인과 유사하지만 비교가 불가할 정도로 스케일이 다르다. 이 소용돌이의 길이는 약 3만 2000㎞로 지구 적도 반지름이 약 6378km인 것과 비교하면 그 크기가 상상을 초월한다. 더욱 놀라운 사실은 지구의 허리케인이 1주일 남짓이면 끝나는 것과 달리 토성의 소용돌이는 보이저호가 처음 관측한 이래 지금도 지속된다는 점이다. 또한 육각형 중심에 위치해 있는 점은 태풍의 눈과 비슷한 소용돌이의 눈(Eye)이다. 이 사진은 지난 9월 5일 토성과 약 140만 km 떨어진 곳에서 촬영됐으며 픽셀당 크기는 86km다. 　　 한편 12년 전인 지난 2004년 인류 최초로 토성궤도에 진입한 카시니호는 사진만큼이나 화려한 업적을 남겼다. 카시니호의 탐사 덕에 인류는 토성의 고리와 육각형의 정체, 메탄 바다가 있는 타이탄의 비밀을 밝혀냈다. 이처럼 큰 업적을 남긴 카시니호도 내년 9월 토성 내부의 생생한 탐사자료를 '목숨'과 맞바꾸며 역사 속으로 사라진다.　 　 사진= NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

편견을 버리고 보면 하수도에는 막대한 양의 에너지가 잠자고 있다. 비록 더러운 오물로만 여겨지지만, 인간의 배설물을 비롯한 다양한 유기물에 아직 많은 에너지가 남아있기 때문이다. 여기서 나오는 메탄가스를 이용한 발전시설이나 혹은 열에너지를 사용하는 난방 시스템은 이미 선진국에서 시도되고 있다. 하지만 이것도 실제 에너지의 극히 일부만을 사용하고 있을 뿐이다. 미국 에너지부 산하의 퍼시픽노스웨스트 국립연구소(Pacific Northwest National Laboratory)의 과학자들은 역대 최고 효율의 하수도 바이오 연료 전환 기술을 개발했다. 하수 처리 과정에서 생성되는 하수 오니(sewage sludge)에는 상당한 유기물이 남아있는데, 이를 석유와 비슷한 바이오 원유(bio crude oil)로 전환하는 것이다. 사실 하수 침전물이나 하수 자체를 액체 연료로 전환하려는 시도는 이전부터 있었다. 높은 열을 가해 유기물을 석유와 비슷한 탄화수소 물질로 전환시키는 것이다. 그러나 에너지가 많이 드는 데다 수분을 많이 포함해 가열이 쉽지 않은 점이 문제였다. 퍼시픽노스웨스트 국립연구소에서 개발된 HTL(hydrothermal liquefaction) 공정은 수분이 많이 포함된 유기물이라도 문제없이 연료로 전환할 수 있다. 연구팀에 따르면 하수 오니에 포함된 유기물 가운데 60%를 연료로 전환시킬 수 있다. 이는 미국 전체로 보면 연간 3000만 배럴의 석유에 해당되는 양이다. 만약 대량 생산이 실현되면 화장실에서 검은 황금을 캐는 셈이다. 물론 처리 곤란한 폐기물의 양을 줄이는 건 말할 것도 없다. 다만 경제적인 가격으로 생산할 수 있는지 여부는 좀 더 지켜봐야 알 수 있다. 동시에 바이오 원유는 실제 원유와 약간 다르므로 석유처럼 정제해서 쉽게 연료와 석유 화학 제품으로 제조할 수 있는지 역시 더 검증이 필요하다. 이를 검증할 방법은 역시 실제로 시험 생산을 해보는 것이다. 연구팀은 미국보다 먼저 캐나다 밴쿠버에 데모 플랜트를 건설하기로 합의했다. 800~900만 캐나다 달러(약 70억~78억원)에 달하는 이 시험 생산 시설에서 긍정적인 결과가 나오면 바이오 연료의 패러다임을 바꾸는 결과를 만들지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

울산과학기술원(UNIST)이 이산화탄소를 디젤 자동차 연료로 바꿀 수 있는 기술을 개발했다. 7일 울산과기원에 따르면 이재성 에너지 및 화학공학부 교수팀은 이산화탄소를 수소와 반응시켜 디젤 자동차 연료로 만드는 신촉매 ‘델라포사이트’를 개발했다. 이산화탄소를 수소와 반응시킬 때 구리와 철로 이뤄진 델라포사이트를 촉매로 사용하면 경유 성분의 액화탄화수소를 얻을 수 있다. 이전까지는 이산화탄소와 수소를 반응시킬 때 주로 사용한 촉매들은 메탄이나 메탄올 같은 저분자 물질만 생산해 부가가치가 낮았다. 이에 따라 이 교수팀은 이산화탄소와 수소의 반응 시 한 단계 반응만으로 디젤을 만들 수 있는 촉매 개발에 도전했다. 메탄, 메탄올, 디젤을 이루는 원소는 모두 탄소, 수소, 산소로 같지만, 이들이 결합하는 구조가 다르다. 메탄과 메탄올은 탄소가 하나 결합하는 반면, 디젤은 탄소가 10개 결합하기 때문에 더 많은 탄소가 필요하다. 이 교수 연구팀은 “델라포사이트를 촉매로 쓰면 탄소를 길게 이을 수 있어 디젤 생산이 가능하다”며 “기존 촉매보다 디젤을 얻는 방법도 간단하다”고 소개했다. 연구팀은 이 기술을 화력발전소 등 이산화탄소를 다량 배출하는 현장에 적용해 기술을 검증하고 수출하는 계획도 세웠다. 이번 연구결과는 촉매 분야 학술지인 ‘어플라이드 카탈리시스 B: 환경’ 최근호에 실렸다. 연구 지원은 미래창조과학부가 추진하는 기후변화대응 사업과 중견연구자 사업을 통해 이뤄졌다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

울산과학기술원(UNIST)이 이산화탄소를 디젤 자동차 연료로 바꿀 수 있는 기술을 개발했다. 7일 울산과기원에 따르면 이재성 에너지 및 화학공학부 교수팀은 이산화탄소를 수소와 반응시켜 디젤 자동차 연료로 만드는 신촉매 ‘델라포사이트’를 개발했다. 이산화탄소를 수소와 반응시킬 때 구리와 철로 이뤄진 텔라포사이트를 촉매로 사용하면 경유 성분의 액화탄화수소를 얻을 수 있다. 이전까지는 이산화탄소와 수소를 반응시킬 때 주로 사용한 촉매들은 메탄이나 메탄올 같은 저분자 물질만 생산해 부가가치가 낮았다. 이에 따라 이 교수팀은 이산화탄소와 수소의 반응시 한 단계 반응만으로 디젤을 만들 수 있는 촉매 개발에 도전했다. 메탄, 메탄올, 디젤을 이루는 원소는 모두 탄소, 수소, 산소로 같지만, 이들이 결합하는 구조가 다르다. 메탄과 메탄올은 탄소가 하나 결합하는 반면, 디젤은 탄소가 10개 결합하기 때문에 더 많은 탄소가 필요하다. 이 교수 연구팀은 “델라포사이트를 촉매로 쓰면 탄소를 길게 이을 수 있어 디젤 생산이 가능하다”며 “기존 촉매보다 디젤을 얻는 방법도 간단하다”고 소개했다. 연구팀은 이 기술을 화력발전소와 제철소, 시멘트 공장 등 이산화탄소를 다량 배출하는 현장에 적용해 기술을 검증하고 수출하는 계획도 세웠다. 이번 연구결과는 엘스비어에서 발행하는 촉매 분야 학술지인 ‘어플라이드 카탈리시스 B: 환경’ 최근호에 실렸다. 연구 지원은 미래창조과학부가 추진하는 기후변화대응사업과 중견연구자 사업을 통해 이뤄졌다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

박테리아는 매우 단순하지만, 그 자체가 복잡한 미니 화학 공장에 가깝다. 놀랄 만큼 다양한 유기 화학 반응을 처리할 수 있다. 광합성이나 메탄가스를 만드는 능력 등은 그중 극히 일부에 불과하다. 최근 과학자들은 아주 단순한 박테리아가 석탄 부산물을 이용해서 메탄가스를 만들 수 있다는 사실을 발견했다. 일본산업기술총합 연구소의 연구팀은 석탄에서 나오는 다양한 탄화수소 화합물인 메톡실화 방향족 화합물(methoxylated aromatic compounds, MACs)에서 메탄 생성 미생물(methanogen)이 자랄 수 있다는 것을 증명해 저널 사이언스에 발표했다. 석탄 광산에서는 일정량 이상 메탄가스가 생성된다. 지하에 매장된 석탄에 의해 생성된 메탄 역시 지각의 균열을 타고 대기 중으로 방출되거나 혹은 지하의 공간에 축적된다. 이렇게 축적된 가스는 셰일 가스나 천연가스의 일부가 되기도 하고 대기 중으로 나와 온실가스의 역할을 할 수도 있다. 자연적으로 배출되는 메탄의 7%는 석탄에서 기원한 것으로 생각된다. 하지만 어떻게 석탄에서 메탄 가스가 생성되는지는 아직 모르는 부분이 많다. 연구팀은 지하에서 찾아낸 여러 종류의 메탄생성 미생물을 메톡실화 방향족 화합물에서 배양해서 메서미코커스 센글리엔시스(Methermicoccus shengliensis)에 속하는 두 개의 균주가 이 화합물을 메탄으로 바꾼다는 사실을 발견했다. 연구팀은 이를 석탄을 먹는 메탄생성균(Coal eating methanogen)이라고 부르며 놀라워했다. 이 연구는 석탄에서 생성되는 메탄 일부는 미생물에 의한 것이라는 점을 시사한다. 이번 연구의 성과는 단순히 석탄에서 메탄이 생성되는 기전을 밝힌 것만은 아니다. 앞으로 이를 이용해서 석탄을 훨씬 오염이 덜한 메탄가스로 쉽게 전환할 수 있는 길이 열릴 수 있다. 동시에 다양한 방향족 화합물을 메탄으로 전환할 수 있는 공정을 개발하는 데도 도움을 줄지 모른다. 비록 눈에 보이지 않을 정도로 작지만, 이 미니 화학 공장의 능력은 종종 인간의 상상을 초월한다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지난해 대기중 이산화탄소(CO2) 농도가 사상 처음으로 ‘400’에 도달했고 올해는 이를 웃돌 것이라고 세계기상기구(WMO)가 전망했다. WMO는 특히 400을 넘는 이산화탄소 농도가 “몇 세대 동안” 계속될 것이라고 경고했다. 영국 일간 가디언과 BBC 등에 따르면 WMO는 24일(현지시간) 발표한 온실가스 연보에서 대기중 이산화탄소 농도가 지난해 평균 400.0을 기록했다고 밝혔다. 이산화탄소 농도 400은 기후변화의 임계점으로 여겨지는 산업화 이전 대비 기온 2도 상승의 심리적 저지선을 뜻한다. 지난해 이산화탄소 농도는 전년보다 0.58%(2.3) 상승했다. 산업화 이전인 1750년(278 추정)에 비해선 1.44배로 늘어난 것이다. WMO는 2014년과 2015년에 이산화탄소 방출량은 변동이 없었지만 지난해 시작해 연중 내내 지속된 엘니뇨가 대기중 이산화탄소 농도를 급격히 끌어올렸다고 설명했다. 하지만 지난해 증가세가 올해 들어서도 이어지고 있는 점을 고려하면 “2016년은 400을 넘는 첫해가 될 것이고 이는 몇 세대 동안 계속될 것”이라고 전망했다. 이산화탄소 농도가 일정하게 400을 넘었던 마지막 시기는 300만~500년 전이라는 게 전문가들의 분석이다. 이산화탄소 이외 메탄가스(CH4) 농도는 산업화 이전의 2.56배(전년 대비 0.6% 증가), 이산화질소(N2O)는 1.21배(전년 대비 0.31% 증가)를 각각 나타냈다. 산업과 농업 등을 통해 인류가 방출한 이들 온실가스가 1990~2015년에 지구 기온에 미친 영향은 37% 증가했다고 WMO는 밝혔다. 류지영 기자 superryu@seoul.co.kr

　지난해 대기중 이산화탄소(CO₂) 농도가 사상 처음으로 ‘400ppm’에 도달했고 올해는 이를 웃돌 것이라고 세계기상기구(WMO)가 전망했다. WMO는 특히 400ppm을 넘는 이산화탄소 농도가 “몇 세대 동안” 계속될 것이라고 경고했다. 　영국 일간 가디언과 BBC 등에 따르면 WMO는 24일(현지시간) 발표한 온실가스 연보에서 대기중 이산화탄소 농도가 지난해 평균 400.0ppm을 기록했다고 밝혔다. 　이산화탄소 농도 400ppm은 기후변화의 임계점으로 여겨지는 산업화 이전 대비 기온 2도 상승의 심리적 저지선을 뜻한다. 　지난해 이산화탄소 농도는 전년보다 0.58%(2.3ppm) 상승했다. 산업화 이전인 1750년(278ppm 추정)에 비해선 1.44배로 늘어난 것이다. 　WMO는 2014년과 2015년에 이산화탄소 방출량은 변동이 없었지만 지난해 시작해 연중 내내 지속된 엘니뇨가 대기중 이산화탄소 농도를 급격히 끌어올렸다고 설명했다. 　하지만 지난해 증가세가 올해 들어서도 이어지고 있는 점을 고려하면 “2016년은 400ppm을 넘는 첫해가 될 것이고 이는 몇 세대 동안 계속될 것”이라고 전망했다. 　이산화탄소 농도가 일정하게 400ppm을 넘었던 마지막 시기는 300만~500년 전이라는 게 전문가들의 분석이다. 　이산화탄소 이외 메탄가스(CH₄) 농도는 산업화 이전의 2.56배(전년 대비 0.6% 증가), 이산화질소(N₂O)는 1.21배(전년 대비 0.31% 증가)를 각각 나타냈다. 산업과 농업 등을 통해 인류가 방출한 이들 온실가스가 1990~2015년에 지구 기온에 미친 영향은 37% 증가했다고 WMO는 밝혔다. 　류지영 기자 superryu@seoul.co.kr

소위 ‘마(魔)의 바다’라 불리며 최고의 미스터리로 꼽혀온 버뮤다 삼각지대(Bermuda Triangle)에 대한 새로운 주장이 나왔다. 최근 미국 사이언스채널은 시리즈 프로그램(What on Earth)을 통해 버뮤다 삼각지대의 미스터리한 사고는 '육각형 구름' 탓이라는 내용의 방송을 공개했다. 그간 각종 미디어의 단골소재로 등장한 버뮤다 삼각지대는 대서양에 위치한 버뮤다 제도, 미국 플로리다, 푸에르토리코를 잇는 거대한 삼각 해역을 말한다. 이 지역이 마의 바다가 된 것은 유독 선박과 항공기 등 각종 사고가 많았다는 주장 때문이다. 버뮤다 삼각지대의 ‘악명’이 최초 등장한 것은 지난 1492년 콜럼버스가 이 지역을 지날 때 갑자기 나침반이 이리저리 움직이기 시작했다는 기록에서 시작됐다. 이후 10여 척의 배와 비행기가 이 지역에서 알 수 없는 이유로 사라졌다는 보고가 이어져 미디어들은 그간 블랙홀설, 외계인설 등 각종 의혹을 제기하며 대중들의 호기심을 자극했다. 이번 사이언스 채널의 과학자들 주장은 버뮤다 삼각지대 위를 덮고있는 구름의 위성 이미지를 조사해 이루어졌다. 이를 분석한 결과 육각형 형태의 구름이 존재해 강력한 폭풍을 만들어낸다는 것. 연구에 참여한 애리조나 주립대 기상학자인 랜디 서베니 교수는 "바다 위를 가로지르는 육각형 형태의 구름은 강력한 폭풍을 만들어 일종의 대공폭탄이 된다"면서 "이 현상이 바다를 치면서 거대한 파도를 만들어낸다"고 주장했다. 콜로라도 주립대 스티브 밀러 박사도 "버뮤다 삼각지대 위의 육각형 구름은 32~88km 크기로 뻗어 있다"면서 "바람의 시속이 273km에 달할 정도로 강력해 비행기와 선박 등에 커다란 영향을 미칠 수 밖에 없다"고 밝혔다. 　 　 한편 학계에서는 버뮤다 삼각지대의 미스터리를 낳은 유력한 '용의자'로 바다 깊은 곳에서 유출된 ‘메탄가스’를 주목하고 있다. 과거 미국, 호주 등 연구팀은 버뮤다 삼각지대 해저에 거대한 메탄 수화물층이 존재하며 여기서 유출된 가스가 수면 위로 올라와 가스 거품과 파도를 만들고 대기 중의 산소와 만나면 불도 일으킬 수 있다고 주장한 바 있다. 곧 메탄가스가 부상하는 지역을 배가 지나게 되면 부력을 잃고 침몰할 수 있고 항공기 역시 가스가 통풍구로 들어가 폭발을 일으킨다는 이론이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

올해 무인탐사선 엑소마스(ExoMars)의 임무가 비록 착륙선의 폭발에도 성공률에서 ‘A’ 점수를 받아냈다고 유럽우주국(ESA) 관계자가 밝혔다. 스키아파렐리 착륙선은 지난 21일 모선 엑소마스에서 분리된 뒤 착륙 1분을 남기고 통신이 끊겨 실종되고 말았다. 미국항공우주국(NASA)의 화성 정찰위성이 보내온 이미지를 분석한 결과, 착륙선은 추락해 폭발한 것으로 밝혀졌다. 착륙선이 추락하기 전에 보내온 데이터를 분석한 엑소마스 팀원들은 스키아파렐리가 하강 도중 너무 빨리 역추진 분사로켓을 점화하는 바람에 높은 고도에서 추락해 화성 지면과 충돌, 폭발했다는 결론을 내렸다. 그러나 ESA는 이번 임무에서 거둔 성과를 성공적이라 평가하고, 특히 미량 가스 궤도선(Trace Gas Orbiter;TGO)이 21일 오전 139분 동안 로켓 점화를 단속적으로 한 끝에 화성 궤도에 안착한 것을 최대의 성공작으로 꼽았다. TGO 이전까지 단 한 번에 화성 궤도에 탐사선을 안착시키는 데 성공한 나라는 인도밖에 없다. 미국과 옛소련도 여러 차례 실패를 거듭한 끝에 탐사선의 화성 궤도 진입에 성공했다. 하강-착륙 시험 모듈인 스키아파렐리는 ‘착륙 6분의 테러’에서 추락하기 전까지 5분 동안 600MB가량의 데이터를 보내왔는데, 이는 종이로 따지면 약 40만 쪽에 달하는 분량이다. 이 자료들은 2020년에 시작될 ESA의 화성 생명체 탐사 엑소마스 로버의 착륙 시스템 디자인에 활용될 예정이라고 ESA 관계자는 밝혔다. ESA의 얀 뵈르너 국장은 21일 블로그를 통해 “미량 가스 궤도선과 착륙선의 중요도는 80 대 20 정도이며, 착륙선이 추락하기 전까지 임무 수행률은 약 80%에 달한다. 따라서 80+20*0.8 = 96%라는 계산이 나오는데, 이는 썩 훌륭한 성과라고 볼 수 있다”고 밝혔다. 이어 뵈르너 국장은 “우리는 이번에 TGO를 성공적으로 화성 궤도에 진입시킴으로써 ‘엑소마스 2020 임무’를 추진할 발판을 마련했을 뿐만 아니라, 우리가 착륙선으로부터 받은 방대한 데이터는 다음의 성공적인 화성 착륙에 결정적인 역할을 할 것”이라고 덧붙였다. TGO의 주된 과학 임무에는 화성 대기 속에 있는 메탄 등 미량 기체(trace gases)를 찾아내는 일이다. 메탄은 우주생물학에서 중요한 의미가 있는 기체다. 바로 생명체가 만들어내는 기체로서, 이 기체의 존재를 확인하면 화성에 생명체가 존재했거나 하고 있다는 결정적인 증거가 될 수 있다. 지구에 있는 메탄은 거의 생명체가 생산한 것이지만, 자연적으로 생성되는 경우도 있다. 현재 화성의 고(高)타원 궤도를 4일마다 한 번씩 선회하고 있는 TGO는 내년 초 탐사에 적당한 화성 상공 400km의 최종 과학 궤도(final science orbit)에 안착하기 위해 이동을 시작할 예정이다. 이 이동은 2018년 3월까지 완료돼야 하며, 그 직후부터 2년 예정인 공식 탐사활동에 들어가게 된다. 사진=화성 지표에 착륙하는 스키아파렐리의 상상도. 착륙 1분을 남기고 통신이 끊기면서 추락해 폭발했다. (출처=ESA/ATG medialab) 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

40년 전 화성을 탐사한 바이킹 1, 2호. 그때 수집한 토양 표본의 데이터에서 생물 존재에 관한 단서를 발견했다는 연구결과가 나왔다. ■ 데이터 재검증 이같은 결과는 미국 애리조나주립대(ASU) 템피 캠퍼스와 미국국립보건원(NIH) 등의 우주생물학자들의 공동연구를 통해 밝혀졌다. 이들은 1976년 바이킹호가 채취했던 토양 데이터를 재조사하고 거기에 생물이 포함되지 않았다는 기존 주장을 검증했다. 그 결과, 바이킹호가 채취한 표본에는 미생물에 의해 유도된 반응과 유사한 데이터가 포함돼 있었다. 이 연구의 논문은 국제 학술지 ‘우주생물학’(Astrobiology) 10월 1일자로 발표됐다. ■ 지구서 채취한 토양과 비슷 바이킹호의 화성 탐사는 두 대의 착륙선에 의해 시행됐다. 두 착륙선은 약 6400km 떨어진 곳에서 로봇 팔을 사용해 독자적으로 토양 표본을 채취해 그 데이터를 지구로 보냈다. 그러면 연구소에서 두 표본에 관한 자료를 조사했던 것이다. 두 표본 모두 같은 결과를 가져왔다. 또 채취한 토양은 착륙선 자체에서 영양원을 주입하거나 열을 추가하고 또는 더 어두운 공간에 2개월 정도 보관하는 등 일련의 검사도 진행됐다. 그 결과, 화성의 토양은 미국 캘리포니아나 알래스카, 또는 남극에서 채취한 것과 상당히 비슷했고 그 데이터는 미생물에 의한 반응을 상기시키는 것이었다. 하지만 당시에는 이 같은 유사성은 생명체 이외의 것인 예를 들어 비(非)생물 토양 옥시던트(non-biological soil oxidant) 등에 의한 것이라는 결론이 나왔었다. ■ 생명 존재 가능성을 배제하면 안 된다 재검증을 시행한 지금까지의 연구에 의하면, 모든 결과를 설득하는 옥시던트는 지금까지도 발견되지 않았고 더 나아가 생물의 물질 대사에 관한 실험도 진행되지 못했다. 또 이번에 얻은 생명 존재의 증거는 생물학적인 해석과 충돌하지 않으며 미생물이 화성의 가혹한 환경 조건에 적응해 진화했을 가능성마저 시사하고 있다. 미국항공우주국(NASA)의 크리스 매케이 박사도 최근 화성에서 물의 흔적이나 복잡한 유기 분자 메탄의 발견 등을 고려할 때, 우주생물학자들은 생명의 가능성을 배제해서는 안 된다고 주장하고 있다. 또 그는 “비록 바이킹의 결과가 생명 존재에 관한 강력한 증거를 보여줄 수 없었다고 해도, 이 연구 논문은 가능성을 생각할 수 있다는 것을 명확히 보여준다”고 말했다. 바이킹의 표본은 이전부터 논쟁이 계속됐지만, 앞으로도 시행되는 화성 탐사에 관한 임무가 새로운 사실을 밝힐 날이 가까울지도 모르겠다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미항공우주국(NASA)의 화성 정찰위성이 유럽우주기구(ESA)의 화성 착륙선 추락 흔적으로 보이는 사진을 전송해왔다고 ESA 홈피에서 22일(현지시간) 발표했다. "스키아파렐리가 2~4km 에서 하강하기 시작해 시속 300km 이상의 빠른 속도로 지면에 추락한 것으로 보인다"고 ESA의 관계자가 22일 ESA 홈페이지를 통해 밝혔다. "두 개의 점 중 큰 쪽은 착륙선이 지면에 충돌할 때 화성 지표 물질들이 만든 추락 흔적으로 보인다"고 설명하는 ESA측은 아마도 추락하는 충격으로 착륙선이 폭발했을 가능성이 있다고 덧붙였다. 추진체의 연료 탱크에 연료가 가득 들어 있었을 것으로 예상되기 때문이다. "앞으로 더욱 자세한 분석이 이루어지면 상황이 보다 명확하게 밝혀질 것으로 보인다"고 ESA는 말했다. 엑소마스 팀원들은 스키아파렐리가 보내온 데이터를 분석한 끝에 역추진 분사가 시작되어야 할 시점에서도 로켓이 점화되지 않았음을 알아냈다. 이는 곧 연료 탱크에 그대로 연료가 남아 있음을 뜻하는 것이라고 관계자는 설명했다. 화성 궤도 정찰위성이 보내준 이미지는 저해상도의 CTX 카메라로 찍은 것으로, 고해상도 이미징 과학 실험(HiRISE)) 카메라로 촬영한 이미지는 다음주에 전송될 것이라고 한다. 추락 흔적이 발견된 곳은 화성의 메리디아니 평원에 있는 착륙 예정지보다 5.4km 서쪽 지점이다. 메리디아니 평원은 화성의 적도 남쪽의 길이 1만 600㎞에 달하는 거대한 평원으로, 생물체가 존재했을 가능성이 많은 지역이다. NASA에서 탐사선 오퍼튜니티를 2004년 1월 착륙시켜 분석한 결과, 물이 존재했을 가능성이 있는 곳으로 추정되고 있다. 오퍼튜니티는 현재도 이 지역에서 탐사 활동을 계속하고 있다. 올해 3월 14일 발사돼 지난 16일 화성 궤도에 안착한 모선(母船) 엑소마스에서 분리된 스키아파렐리는 화성 대기권에 진입한 뒤 낙하산을 펴고 속도를 줄이면서 하강하여, 착륙 직전 로켓을 역분사해 표면에 내려앉을 예정이었다. ESA의 엑소마스 프로젝트는 15억 달러(약 1조 6890억원)를 투자해 화성 대기와 표면의 메탄가스를 분석해 생명체가 있는지 조사하고, 2020년대에 화성의 특정물질을 지구로 가져오기 위해 시작된 프로젝트다. 정찰위성이 보내온 새로운 이미지와 같은 장소를 찍은 과거 이미지를 비교해보면, 화성 착륙선 스키아파렐리가 착륙을 시도한 10월 19일에 만들어진 것으로 보이는 추락 흔적이 나타났다. 사진 아랫부분에 보이는 밝고 작은 점은 착륙선의 낙하산, 크고 어두운 점은 착륙선이 지면에 충돌하면서 만들어진 흔적으로 보인다.(사진=NASA/JPL) 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

40년 전 화성을 탐사한 바이킹 1, 2호. 그때 수집한 토양 표본의 데이터에서 생물 존재에 관한 단서를 발견했다는 연구결과가 나왔다. ■ 데이터 재검증 이같은 결과는 미국 애리조나주립대(ASU) 템피 캠퍼스와 미국국립보건원(NIH) 등의 우주생물학자들의 공동연구를 통해 밝혀졌다. 이들은 1976년 바이킹호가 채취했던 토양 데이터를 재조사하고 거기에 생물이 포함되지 않았다는 기존 주장을 검증했다. 그 결과, 바이킹호가 채취한 표본에는 미생물에 의해 유도된 반응과 유사한 데이터가 포함돼 있었다. 이 연구의 논문은 국제 학술지 ‘우주생물학’(Astrobiology) 10월 1일자로 발표됐다. ■ 지구서 채취한 토양과 비슷 바이킹호의 화성 탐사는 두 대의 착륙선에 의해 시행됐다. 두 착륙선은 약 6400km 떨어진 곳에서 로봇 팔을 사용해 독자적으로 토양 표본을 채취해 그 데이터를 지구로 보냈다. 그러면 연구소에서 두 표본에 관한 자료를 조사했던 것이다. 두 표본 모두 같은 결과를 가져왔다. 또 채취한 토양은 착륙선 자체에서 영양원을 주입하거나 열을 추가하고 또는 더 어두운 공간에 2개월 정도 보관하는 등 일련의 검사도 진행됐다. 그 결과, 화성의 토양은 미국 캘리포니아나 알래스카, 또는 남극에서 채취한 것과 상당히 비슷했고 그 데이터는 미생물에 의한 반응을 상기시키는 것이었다. 하지만 당시에는 이 같은 유사성은 생명체 이외의 것인 예를 들어 비(非)생물 토양 옥시던트(non-biological soil oxidant) 등에 의한 것이라는 결론이 나왔었다. ■ 생명 존재 가능성을 배제하면 안 된다 재검증을 시행한 지금까지의 연구에 의하면, 모든 결과를 설득하는 옥시던트는 지금까지도 발견되지 않았고 더 나아가 생물의 물질 대사에 관한 실험도 진행되지 못했다. 또 이번에 얻은 생명 존재의 증거는 생물학적인 해석과 충돌하지 않으며 미생물이 화성의 가혹한 환경 조건에 적응해 진화했을 가능성마저 시사하고 있다. 미국항공우주국(NASA)의 크리스 매케이 박사도 최근 화성에서 물의 흔적이나 복잡한 유기 분자 메탄의 발견 등을 고려할 때, 우주생물학자들은 생명의 가능성을 배제해서는 안 된다고 주장하고 있다. 또 그는 “비록 바이킹의 결과가 생명 존재에 관한 강력한 증거를 보여줄 수 없었다고 해도, 이 연구 논문은 가능성을 생각할 수 있다는 것을 명확히 보여준다”고 말했다. 바이킹의 표본은 이전부터 논쟁이 계속됐지만, 앞으로도 시행되는 화성 탐사에 관한 임무가 새로운 사실을 밝힐 날이 가까울지도 모르겠다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

​ 화성의 저주가 다시 시작되었는가? 유럽우주국(ESA)의 무인 화성(火星) 착륙선이 착륙 과정에서 통신두절로 실종됐다. 19일 오후 11시 48분(한국 시각) 화성 대기권에 진입한 엑소마스(ExoMars)의 화성 착륙선 '스키아파렐리'가 유럽우주국(ESA)과의 교신이 끊기면서 실종되는 바람에 안착여부가 불투명해진 것으로 알려졌다. 3월 14일 발사된 뒤 지난 16일 화성 궤도에 안착한 모선(母船) 엑소마스에서 분리된 스키아파렐리는 화성 대기권에 진입한 뒤 낙하산을 펴고 속도를 줄이면서 하강하여, 착륙 직전 로켓을 역분사해 표면에 내려앉을 예정이었다. 하지만 착륙 과정 6분 중 마지막 1분을 남기고 통신이 끊어짐으로써 그 운명이 현재 베일 속에 가려지게 되었다. 예상해볼 수 있는 경우의 수는 협곡같이 통신이 원활하지 않은 곳에 착륙했을 가능성, 통신 기기가 고장 났을 가능성, 역분사에 실패해 지표에 충돌, 폭발했을 가능성 등이 있다. ESA의 엑소마스 프로젝트는 15억 달러(약 1조 6890억원)를 투자해 화성 대기와 표면의 메탄가스를 분석해 생명체가 있는지 조사하고, 2020년대에 화성의 특정물질을 지구로 가져오기 위해 시작된 프로젝트다. 탐사선은 예정대로라면 10월 16일 14시 48분(GMT) 스키아파렐리의 하강 및 표면 착륙이 이루어지고, 20일에는 스키아파렐리 상태 업데이트가 이루어져야 한다. ESA는 현재 아직 실패를 속단하기엔 이르다면서 지금까지 수신한 스키아파렐리의 데이터를 분석, 통신 두절의 원인을 찾는 한편, 착륙선으로부터의 신호를 기다리고 있다. 스키아파렐리가 내릴 예정이었던 곳은 화성의 적도 남쪽의 길이 1만 600㎞에 달하는 거대한 메리디아니 평원으로, 생물체가 존재했을 가능성이 많은 지역이다. NASA에서 탐사선 오퍼튜니티를 2004년 1월 착륙시켜 분석한 결과, 물이 존재했을 가능성이 있는 곳으로 추정되고 있다. 오퍼튜니티는 현재도 이 지역에서 탐사 활동을 계속하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

지금으로부터 약 5600만 년 전 지구는 갑자기 5~8℃ 정도 기온이 급상승해 오랜 기간 지구 온난화가 지속됐다. 팔레오세-에오세 최고온기(Paleocene-Eocene Thermal Maximum·PETM)라 불리는 이 대사건을 계기로 당시 지구상의 수많은 생명체가 사라졌고 다시 원래의 온도로 돌아오는 시간은 무려 10만 년 이상이 걸렸다. 특히 갑작스러운 지구 온난화 영향으로 포유류가 전세계로 퍼져나가는 계기가 됐으며 지상과 지하의 동물들 모두 몸집이 작아지는 현상이 발생했다. 　　 갑자기 지구가 뜨거워진 그 이유에 대해 전문가들은 그간 화산 폭발로 인한 대기의 이산화탄소 증가와 수중에서 뿜어져 나오는 메탄 증가 등을 꼽았지만 이를 이끈 결정적 이유에 대해서는 가설만 존재해 왔다. 그 가설의 대표적인 주장이 바로 운석 충돌이지만 이를 입증할 증거는 누구도 찾아내지 못했다. 최근 미국 렌셀러폴리테크닉 연구소 등 국제공동연구팀은 5560만 년전 지구에 혜성 혹은 운석이 떨어져 PETM의 원인이 됐다는 연구결과를 과학저널 사이언스(Science) 최신호에 발표했다. 이번 연구성과는 미 동부연안에 인접한 뉴저지주와 플로리다주의 해저 지층을 조사하던 과정에서 얻어졌다. 말보로 진흙(Marlboro clay)이라 불리는 약 9m 두께의 지층에서 다수의 마이크로 텍타이트(Microtektites)가 발견된 것. 유리질 돌을 의미하는 텍타이트는 엄청난 온도와 압력에 의해 생성된 것으로 곧 이는 운석 충돌의 증거가 된다. 결과적으로 당시 지구 어딘가에 거대한 크기의 혜성 혹은 운석이 떨어졌고 그 파편이 북미 지역까지 날아와 마이크로 텍타이트 형태로 침전된 것이다. 　 　 논문의 선임저자 모건 쉘러 교수는 "마이크로 텍타이트의 생성시기와 PETM이 우연처럼 맞아 떨어진다"면서 "추가적인 연구가 필요하지만 운석 충돌같은 우주의 이벤트가 지구의 급속한 온난화를 이끈 것"이라고 설명했다. 이어 "이번 연구는 인간이 초래하고 있는 작금의 지구 온난화의 영향을 연구하는데에도 도움을 줄 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

소는 인류에게 우유와 고기 등을 제공하는 고마운 존재인 동시에 지구온난화를 가속화시키는 주범으로 꼽힌다. 초식동물인 소는 풀을 뜯어먹은 뒤 방귀나 트림을 내뿜는데, 이 방귀와 트림의 주 성분은 바로 메탄이다. 메탄은 열을 붙잡아 지구온난화를 유발하는 온실효과가 이산화탄소보다 25배나 강한 것으로 알려져 있다. 소 한 마리가 매일 내뿜는 메탄의 양은 800~1000ℓ에 달한다. 전문가들은 전 세계 온실가스의 18%가 바로 소 등 가축에게서 뿜어져 나오는 메탄이라고 지목한다. 이러한 현상을 막기 위해 덴마크 연구진은 소화가 용이하고 메탄을 덜 뿜어내는 일명 ‘슈퍼 잔디’를 개발에 나섰다. 덴마크 오르후스대학교 연구진은 소 등 가축 먹이로 사용되는 풀의 DNA를 분석한 뒤, 이를 소의 소화기관과 접목시켜 가장 빠르고 ‘깨끗하게’ 소화되는 개량 풀을 개발하고 있다. 우리 돈으로 약 23억 원이 투입되는 이번 연구의 주된 목적은 단순히 소에게서 메탄을 덜 뿜어내게 하는 방법을 찾는 것 뿐만 아니라, 소가 더욱 영양가 있는 풀을 먹고 이를 통해 우유 생산량도 늘리는 방안을 연구하는 것이다. 연구진은 “매년 소에게서 뿜어져 나오는 메탄의 양은 900t에 이른다. 슈퍼 잔디를 개발하는 주된 목적은 영양가도 높고 소화도 잘 되는 풀을 개발해 소로부터 발생하는 메탄량을 줄이는 것”이라면서 “뿐만 아니라 소의 소화능력이 향상되면 우유 생산능력 역시 높아질 수 있다”고 설명했다. 현재 오르후스대학 연구진은 현지 종묘회사인 DLF와 손잡고 대량생산이 가능한 풀 종자 개발에 애쓰고 있는 가운데, ‘슈퍼 잔디’는 오는 2024년 시판이 시작될 수 있을 것으로 연구진은 예측했다. 한편 오르후스대학 연구진은 지난 5월부터 천연재료를 이용해 소의 방귀와 트림을 줄이는 실험을 실시하고 있다. 현재 실험 중인 천연 사료 첨가제는 사료에 특정 첨가제를 뿌려 메탄 발생량을 4분의 1 가량 줄일 수 있으며 현재 안전성과 관련한 테스트가 진행 중이다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

러시아와 유럽이 함께 쏘아올린 무인 화성탐사선 ‘엑소마스’(ExoMars)가 화성에서 생명체의 흔적을 찾는 등 임무를 시작했다. AP, AFP통신 등에 따르면 유럽우주국(ESA)은 화성 탐사선을 구성하는 궤도선 ‘트레이스 가스 오비터’(TGO)와 착륙선 ‘스키아파렐리’(Schiaparelli)의 분리가 16일(현지시간) 성공했다고 밝혔다. 탐사선은 올해 3월 14일 발사돼 7개월 동안 4억 9600km를 날아 화성에 근접했다. 미니풀장 크기로 무게가 600kg인 착륙선 스키아파렐리는 앞으로 사흘 동안 100만km 하강해 19일 화성 착륙을 시도한다. 화성에 탐사선을 착륙시키는 것은 매우 까다로운 도전으로 여겨지고 있다. 일단 탐사선은 엷은 이산화탄소 대기와의 마찰 때문에 타버리는 사고부터 막아야 한다. 표면 근처에서 극도로 강한 제동을 걸어야 하며 들쭉날쭉한 암석과 크레이터로 이뤄진 표면에 사뿐하게 내려앉아야 하는 난제도 도사리고 있다. ESA는 2003년에 모선인 ‘마스 익스프레스’ 함께 매우 성공적으로 궤도에 안착한 무인 착륙선 ‘비글2’가 화성 표면에 내려갔다. 그러나 비글2는 흔적도 없이 사라지고 말았다. 나중에 2015년에야 미국의 화성 순찰 궤도선이 찍은 합성사진을 토대로 온전하게 착륙했으나 태양광 패널이 완전히 펼쳐지지 않은 것으로 추정할 수 있게 됐다. 오는 19일 TGO는 궤도에 안착할 예정이다. 그 사이 스키아파렐리는 시속 2만 1000㎞로 고도 121㎞에 진입해 6분 동안 화성 대기를 뚫고 표면까지 하강한다. 탐사선을 둘러싼 보호껍질로 마찰열로 인한 탐사선 파손을 방지하고 초음속 낙하산과 9개의 반동 추진 엔진으로 강력한 제동을 시도하기로 했다. 충격에 부서질 수 있는 쿠션이 착륙선 밑바닥에 달려 마지막으로 연착륙을 돕는 기능을 한다. 스키아파렐리는 무사히 착륙이 이뤄지면 2020년으로 예정된 제2차 화성 착륙 탐사에 필요한 핵심 기술을 점검한다. 화성 표면의 온도, 습도, 밀도, 전기적인 특징을 전송하고 지구에서는 10분 정도 뒤에 그 정보가 담긴 신호를 받아 분석할 수 있다. 러-유럽 우주당국은 2020년 탐사에선 화성 토양을 2m 깊이까지 뚫을 수 있는 굴착 장비를 보낼 예정이다. 지금까지 화성에 탐사선을 보내는 데 성공한 나라는 미국, 러시아, 유럽연합(EU), 인도가 있다. 한편 스키아파렐리를 떠나보낸 모선인 TGO는 화성 궤도를 돌며 메탄가스 찾기에 나선다. 화성에 생명체가 살고 있거나 과거에 살았던 흔적을 증명하기 위해서다. 메탄은 대부분 유기체에 의해 만들어지기 때문에 메탄의 존재는 생명체의 존재 가능성을 보여주는 증거로 사용된다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

　러시아와 유럽 우주 당국이 공동으로 추진하는 화성 생명체 탐사 임무 ’엑소마스‘(ExoMars)를 수행할 탐사선이 화성 궤도에 무사히 도착했다. 　16일(현지시간) AFP통신 등에 따르면 유럽우주국(ESA)은 웹사이트에 화성 탐사선을 구성하는 궤도선 ’트레이스 가스 오르비터‘(TGO)와 착륙선 ’스키아파렐리‘(그림)의 분리 작업이 이날 오후 2시 42분(GMT·한국시간 오후 11시 42분) 이뤄진다고 밝혔다. 　탐사선은 올해 3월 14일 발사돼 4억 9600㎞를 날아 화성 대기권에 도착했다. 　TGO는 화성 궤도를 돌며 메탄가스 찾기에 나선다. 화성에 생명체가 살고 있거나 과거에 살았던 흔적을 증명하기 위해서다. 메탄은 대부분 유기체에 의해 만들어지기 때문에 메탄의 존재는 생명체의 존재 가능성을 보여주는 증거로 사용된다. 　600㎏ 무게의 착륙선 스키아파렐리는 100만㎞ 하강해 19일 화성 착륙을 시도한다. 무사히 착륙이 이뤄지면 2020년으로 예정된 제2차 화성 착륙 탐사에 필요한 핵심 기술을 점검한다. 　러-유럽 우주당국은 2020년 탐사에선 화성 토양을 2m 깊이까지 뚫을 수 있는 굴착 장비를 보낼 예정이다. 　지금까지 화성에 탐사선을 보내는 데 성공한 나라는 미국과 러시아, 유럽연합(EU), 인도가 있다. 　유럽은 2003년 화성 탐사선 ’비글2‘를 보냈지만 착륙에는 실패했다. 　류지영 기자 superryu@seoul.co.kr

최근 환경부 유역환경청 국정감사장에서 국회 환경노동위원회 소속 새누리당 조원진 의원이 제기한 ‘낙동강 발암물질 금강 31배 ’, ‘1, 4-다이옥산은 한강의 11배’라는 보도자료와 관련, 부산시 상수도사업본부는 11일 이는 사실이 아니라고 반박했다. 부산시 상수도 사업본부는 조 의원이 국정감사에서 밝힌 낙동강의 1, 4-다이옥산과 포름알데히드 농도의 비교 수치는 각각 낙동강, 한강, 금강 수계에서 운영 중인 전 정수장의 평균값을 비교한 수치이라고 밝혔다. 부산시의 경우 고도산화공정(AOP) 및 입상활성탄 여과공정 운영으로 2012년 이후 1, 4-다이옥산과 포름알데히드는 한번도 검출된 적이 없다고 주장했다. 따라서 부산시민은 안전한 수돗물을 마시는 데 아무런 문제가 없는데도 우리나라 3대 강(낙동강, 한강, 금강) 수계 전체 정수장의 평균값 비교를 통한 보도자료로 부산 시민들의 막연한 불안감과 수돗물 안전성 불신을 초래했다고 덧붙였다. 부산시상수도사업본부는 지난 8월 폭염과 강수량 극감으로 인해 녹조류가 발생하자 이산화염소 주입시설을 운영하는 한편 염소 투입농도를 줄이고 (ℓ당 5㎎에서 2㎎), 고도산화공정(오존과 과산화수소) 운영, 입상활성탄 투입량을 늘렸다. 부산시 상수도사업본부 관계자는 “부산시에서는 지속적으로 이산화탄소 주입시설 운영과 염소투입량 저감, 고도산화공정운영 등을 비롯해 소독부산물인 트리할로메탄 수질기준을 독일 수질기준인 ℓ당 0.05㎎을 목표로 관리할 계획”이라고 밝혔다. 부산 김정한 기자 jhkim@seoul.co.kr

마치 과거 우주 왕복선을 연상시키는 디자인이다. 중국 운반로켓기술연구원(CALT)은 최근 멕시코에서 열린 ‘국제우주대회’(IAC)에서 최대 20명이 탑승할 수 있는 관광 우주선 개발 계획을 발표했다고 뉴사이언티스트가 3일(현지시간) 보도했다. 만일 이 우주선 개발이 실현되면 상업 우주선으로는 세계 최대다. 위 이미지는 CALT가 공개한 우주선 계획의 소형 버전으로, 이를 확장해 만들면 최대 20명까지 탑승할 수 있게끔 대응할 수 있다고 한다. 이번 발표에 따르면, 이 우주선은 별도의 로켓 없이 단일 개체만으로 수직으로 날아가 우주 공간에 도달하며 관광을 마친 뒤에는 자동으로 착륙할 수 있다. 이때 추진제는 액체 메탄과 액체 산소가 쓰인다. CALT는 이번 계획으로 개발할 기체는 두 가지 버전이 될 것이라고 말했다. 우선 소형 버전 우주선은 중량 10톤, 날개 길이 6m의 제원을 가지며 총원 5명을 싣고 지상으로부터 100㎞까지 날아 오른다. 최고 비행 속도는 마하 6에 달해 탑승한 사람들은 약 2분간 무중력 상태를 체험할 수 있다. 그리고 대형 버전 우주선은 중량 100톤, 날개 길이 12m로 총 20명을 태워 지상으로부터 130㎞까지 도달한다. 이때 최고 속도는 마하 8로 4분간 무중력을 체험할 수 있다. 또한 대형 버전에서는 우주선 맨 앞에 로켓 스테이지를 더해 소형 인공위성을 궤도에 투입하는 사업도 진행할 수 있다. 물론 이같은 계획을 진행하고 있거나 이미 기체를 소유한 기업은 여러 곳이다. 예를 들어 버진갤럭틱의 스페이스십2(SpaceShipTwo, 6인승)나 엑스코(XCOR)의 링스(Lynx, 조종사 포함 2인승) 등이다. 또한 아마존의 제프 베저스 CEO가 이끄는 블루오리진도 ‘뉴 셰퍼드’를 사용한 6인승 우주선을 개발하고 있다. 하지만 CALT의 한 펭신 원장은 “우주 관광에 관한 수요는 더 늘어날 전망”이라고 말하며 우주 관광 산업에 뛰어들 것을 표명했다. 이미 CALT는 지상 시설에서의 시험도 순조롭게 진행하고 있어 앞으로 2년 안에 시험 비행도 시행할 계획이다. 그리고 오는 2020년에는 화물을 탑재한 상태에서의 비행도 시작한다. 많은 사람이 궁금해하는 우주 비행에 필요한 예상 티켓 가격은 20만~23만 달러(약 2억2000만~2억5000만 원) 사이에 책정될 것으로 알려져 이 역시 부자들이나 가능한 우주 여행이 될 듯하다. 사진=CALT 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

그리스 철학자 아리스토텔레스는 개똥벌레가 영롱한 아침이슬에서 생겨났을 것이라 했고, 가톨릭의 한 추기경은 오리가 조개껍질에서 태어난다고도 했다. 심지어 데카르트도 생물을 만드는 데에는 많은 것이 필요하지 않아 자연스레 생물이 형성된다고 생각했다. 뉴턴은 혜성 꼬리에서 식물이 나왔을 것이라고 했다. 이렇게 무생물로부터 특정 생물이 생긴다는 주장을 ‘자연발생설’이라고 한다. 이런 생각들이 말도 안 된다는 것을 요즘은 초등학생들도 안다. 그렇지만 오래된 고깃덩어리에서 구더기가 나오고 창고 한 구석에 말아 둔 넝마에서 생쥐가 나타나는 것은 어떻게 설명할 수 있을까. 생물은 자연발생을 할까? 그렇지 않다. 이 답을 얻기 위해 많은 과학자들이 연구를 했는데 프랑스의 과학자 파스퇴르가 결정적 증거를 제시했다. 그는 백조 목처럼 구부러진 긴 관이 연결된 플라스크를 만들었다. 이 플라스크와 관이 없는 플라스크에 각각 고기 국물을 넣고 팔팔 끓였다. 며칠 후 관이 없는 플라스크에서는 세균과 곰팡이가 자라 고기 국물이 썩었지만 관을 부착한 플라스크에서는 고기 국물이 처음 그대로였다. 고기 국물을 끓일 때 생긴 수증기가 관 아래쪽에 물로 응결돼 세균을 비롯한 미생물들이 통과할 수 없었기 때문이다. 외부로부터 생물들의 침입을 원천적으로 차단했더니 생물들이 출현하지 않았다는 사실과 함께 생물의 자연발생설이 틀렸음을 명확하게 보여 준 실험이었다. 던져 둔 고깃덩어리에서 구더기가 생기는 것 같은 현상은 눈으로 볼 수 없는 세균, 포자, 씨, 알, 애벌레 등이 붙어서 성장해 눈으로 관찰할 수 있을 정도로 큰 생물체가 된 것이다. 그럼 자연발생설은 전혀 의미가 없는 것일까? 지난주는 햇과일과 햇곡식으로 조상들에게 차례를 지내는 추석이었다. 우리는 부모에게서, 부모는 또 그 부모에게서 태어났다. 이렇게 계속해 거슬러 올라가 추적하다 보면 약 20만년 전의 호모 사피엔스 조상, 약 600만년 전의 다양한 호미닌 종들의 조상, 유인원의 조상, 영장류의 조상, 포유류의 조상, 양서류의 조상, 바다동물의 조상, 동물의 조상, 진핵생물의 조상, 결국 약 37억년 전의 세균 조상에까지 이르게 된다. 이 조상 세균들도 조상이 있었을 것이라 추측하는데 과학자들은 이 조상을 원시세포라 명명했다. 그렇다면 이 원시세포는 어떻게 생겨났을까? 46억년 전에 막 탄생한 지구는 수많은 운석이 떨어지고 지각활동이 활발한 ‘뜨겁고 격렬한’ 행성이었다. 그러다가 39억년 전 이후 운석의 충돌이 멈췄고 지구는 암모니아, 수소, 황화합물, 메탄, 이산화탄소와 질소 등 가스로 가득 차게 됐다. 이런 조건에서 생명체가 나타날 수 있을까? 1953년 밀러는 원시지구 성분을 사용한 실험에서 생물을 구성하는 많은 종류의 단순한 유기분자를 합성할 수 있었다. 그 결과는 2008년에 더 발전된 분석기술에 의해 다시 확인됐고, 생물 합성이 심해 열수구에서 일어났을 가능성도 설득력 있게 제기됐다. 지구로 떨어진 탄산질 운석을 분석해 보면 단순한 유기분자들이 발견된다. 이는 생물을 구성하는 유기분자가 지구 내에서만 생기는 특별한 것이 아님을 의미한다. 작고 간단한 유기분자는 단백질, 핵산 등 크고 복잡한 거대 분자 합성에 쓰이고 이 거대 분자들은 인지질 막 속에 모여 원시세포를 형성했을 것이다. 이런 가상 시나리오는 많은 연구자들의 실험 결과를 통해 증거로 축적되고 있다. 게다가 염색체를 이용해 세균을 합성하는 현대의 연구들은 물질의 합성에서 생명의 탄생이 연결될 수 있음을 강하게 시사한다. 결론적으로 ‘자연발생설’도 초기 지구에서 최대 수억년 동안 이루어진 화합물의 합성과 원시세포 탄생이라는 측면에서는 참이라 할 수 있다. 현재의 지구에서 생물의 자연발생은 불가능하지만 원시의 지구에서는 가능했다고 볼 수 있다는 말이다. 생물의 출현을 위해서는 적어도 한 번의 자연발생은 반드시 일어날 수밖에 없는 일이다.