(By studying hydrothermal vent fields such as Aurora, scientists hope to also learn more about Saturn's moon Enceladus. Black smoker vents such as this one at Aurora discharge fluids up to 370°C. Credit: Woods Hole Oceanographic Institution)
(Scientists recover the robotic submersible, Nereid Under Ice, almost 4,000 meters above Aurora. Credit: Woods Hole Oceanographic Institution)
(Location map of the Polaris site. Credit: Earth and Planetary Science Letters (2024). DOI: 10.1016/j.epsl.2024.119166)
바다 밑 수천 미터 아래는 수압은 높은 반면 온도는 낮고, 산소 농도도 낮으며 햇빛 역시 거의 닿지 않습니다. 따라서 과학자들은 이런 곳에는 생명체가 별로 없을 것으로 예상했습니다. 하지만 과학자들이 심해 밑에서 찾아낸 열수 분출공의 모습은 가히 충격적이었습니다.
지각에서 뿜어져 나오는 고온의 화학물질이 연기처럼 쏟아오르는 열수 분출공 주변에는 화학에너지를 이용하는 미생물이 가득했고 이 미생물을 기반으로 지상과는 독립적인 생태계가 펼쳐져 있었기 때문입니다. 이후 과학자들은 유로파나 엔셀라두스 같은 태양계의 얼음 위성에도 이런 열수분출공이 존재할 가능성에 주목하고 지구의 열수 분출공을 연구해 왔습니다.
하지만 북극 얼음 아래 있는 열수 분출공에 대해서는 상대적으로 알려진 것이 적었습니다. 우즈홀 해양 연구소의 엘머 알버스 (Elmar Albers, a postdoctoral investigator in the Department of Geology and Geophysics at WHOI)와 같은 연구소의 크리스 저먼 (Chris German)은 2016년에서 2023년까지 북위 87도에 있는 가켈 중앙 해령 (Gakkel Ridge)에서 발견한 열수 분출공에 대해 보고했습니다.
연구팀에 따르면 이곳의 열수 분출공은 다른 곳에서 흔히 보는 금속 성분과 다른 화학 물질이 풍부한 블랙 스모커 타입이 아니라 금속 물질은 적고 수소나 메탄가가 풍부한 형태입니다. 연구팀에 따르면 이것이 오히려 미생물이 사용할 수 있는 에너지가 더 많은 특징이 있습니다. 사진으로 봤을 대는 그냥 다른 블랙 스모커와 차이가 없어 보이고 온도도 섭씨 370도로 뜨겁지만, 사실 지역에 따라 큰 차이가 있는 것입니다. 참고로 사진에 찍힌 곳은 오로라 열수 분출공 (Aurora hydrothermal field) 지역입니다.
북극 바다 4,000m 아래에 있는 이 열수 분출공은 조건이 엔셀라두스나 유로파와 가장 흡사하다는 점에서 과학자들의 주목을 받고 있습니다. 점점 얇아지곤 있긴 하지만, 아무튼 얼음 아래 바다가 있고 아주 깊은 곳에 열수 분출공이 있어 태양과 독립적으로 생태계가 유지됩니다. 만약 엔셀라두스나 유로파에 생명체가 있다면 같은 조건일 가능성이 높은 것입니다.
물론 직접 탐사하기 전까지 장담할 순 없는 일이지만, 외계 생명체의 존재 가능성을 한층 더 끌어올린 결과로 생각됩니다.
참고
https://phys.org/news/2024-12-arctic-ocean-reveals-unexpected-variety.html
Elmar Albers et al, Ultramafic-influenced submarine venting on basaltic seafloor at the Polaris site, 87°N, Gakkel Ridge, Earth and Planetary Science Letters (2024). DOI: 10.1016/j.epsl.2024.119166
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