태양계 이야기 843 - 금성 구름 위에 생명체가 살 수 있을까?

 (Hypothetical life cycle of the Venusian microorganisms. Top panel: Cloud cover on Venus is permanent and continuous, with the middle and lower cloud layers at temperatures that are suitable for life. Bottom panel: Proposed life cycle. The numbers correspond to steps in the life cycle as described in the main text. (1) Desiccated spores (black blobs) persist in the lower haze. (2) Updraft of spores transports them up to the habitable layer. (3) Spores act as CCN, and once surrounded by liquid (with necessary chemicals dissolved) germinate and become metabolically active. (4) Metabolically active microbes (dashed blobs) grow and divide within liquid droplets (solid circles). The liquid droplets grow by coagulation. (5) The droplets reach a size large enough to gravitationally settle down out of the atmosphere; higher temperatures and droplet evaporation trigger cell division and sporulation. The spores are small enough to withstand further downward sedimentation, remaining suspended in the lower haze layer “depot.” CCN, cloud condensation nuclei. Credit: Seager et al, 2020)

 태양계에서 가장 생명체가 살 수 없을 것 같은 행성은 바로 금성입니다. 납도 녹을 만큼 뜨거운 표면 온도에다 기압도 100기압에 근접해 생명체는 커녕 비슷한 유기물도 완전히 다 사라질 수밖에 없는 환경이기 때문입니다. 

 하지만 표면에서 40-60km 구름 위 환경은 지표와 완전히 다릅니다. 이 높이에서는 기압도 지구 표면과 비슷해지고 온도도 섭씨 0-50도 사이로 생명체가 살기에 적당합니다. 물론 황산 구름과 강한 자외선이 문제지만, 지구 생명체 가운데도 이런 환경에서 살아남는 미생물이 있어 100% 불가능하다고 말할 순 없는 상태입니다. 따라서 금성 구름에 생명체가 살지도 모른다는 주장이 이전부터 있어왔습니다. 여기에 탐사선을 보내 직접 확인하자는 주장도 있습니다. 

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 그런데 금성 구름은 생명체가 살기에 적합하지 않은 또 다른 특성을 지니고 있습니다. 그것은 공기의 흐름에 따라 결국 미생물이 도저히 생존할 수 없는 깊이로 떨어진다는 것입니다. MIT 공대의 사라 시거 (Sara Seager, Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology)와 그녀의 동료들은 금성 미생물이 수백만년간 생존할 수 있는 가능성을 조사했습니다. 

 연구팀은 가상의 금성 미생물이 작은 물방울 안에서 생존하는 경우를 가정했습니다. 만약 이 물방울이 가라앉게되면 온도가 높아지면서 증발해 일종의 포자처럼 단단한 형태를 이뤄 생존 가능성을 높일 수 있습니다. 이 포자 중 일부는 다시 상승 기류를 타고 높은 고도로 올라가 주변에서 적당히 물을 끌어들여 커지게 됩니다. 그러면 내부에서는 세포 분열이 일어나며 물방울 역시 커지다가 분열해 증식하게 됩니다. 다시 일부 물방울이 내려오면서 같은 사이클을 반복하게 됩니다. (모식도 참조) 

 물론 이는 가능한 시나리오를 검토한 것으로 진짜로 이런 일이 일어나는지 검증하기 위해서는 금성 구름에 직접 탐사선을 보내 조사해봐야 알 수 있습니다. 실제로 금성 구름에 탐사선을 보내면 어떤 모습을 보게 될지 궁금합니다. 

 참고 

Sara Seager et al. The Venusian Lower Atmosphere Haze as a Depot for Desiccated Microbial Life: A Proposed Life Cycle for Persistence of the Venusian Aerial Biosphere, Astrobiology (2020). DOI: 10.1089/ast.2020.2244

https://phys.org/news/2020-08-life-cloudtops-venus.html