기본 콘텐츠로 건너뛰기

태양계 이야기 976 - 토성의 위성 엔셀라두스에는 인이 풍부하다?


 

(SwRI Lead Scientist Dr. Christopher Glein contributed to new findings that phosphorus in the form of orthophosphate (e.g., HPO42-) is likely abundant in the subsurface ocean of Saturn's moon Enceladus. A soda or alkaline ocean (containing NaHCO3 and/or Na2CO3) inside of Enceladus interacts geochemically with a rocky core. Modeling indicates that this interaction promotes the dissolution of phosphate minerals, making orthophosphate readily available to possible life in the ocean. Because phosphorus is an essential ingredient for life, this finding bolsters mounting evidence for habitability within this small Saturnian moon. Credit: Southwest Research Institute)

토성의 위성 엔셀라두스는 지름 500km에 불과한 작은 위성이지만, 과학자들의 큰 관심을 받고 있습니다. 태양계에서 첫 번째로 간헐천 같은 수증기 분출이 관찰된 위성으로 내부에 액체 상태의 물이 있을 가능성이 크기 때문입니다. 여러 가지 관측 결과와 이론적 연구를 통해 과학자들은 엔셀라두스의 얼음 지각 아래 큰 바다가 있을 것으로 보고 있습니다.

토성의 중력에 의한 조석 마찰이 충분한 에너지를 공급하기 때문에 엔셀라두스의 암석 핵에서는 지구 심해의 열수 분출공처럼 다양한 화학 물질과 에너지를 분출할 수 있습니다. 그러면 이곳에서 태양 에너지와 독립적인 생태계가 형성될 수 있습니다.

하지만 생명체가 존재하기 위해서는 물과 에너지만 있으면 되는 것이 아닙니다. 생명체가 필요로 하는 물질은 여러가지인데, 그 중 하나가 인 (phosphorus)입니다. 인은 RNA와 DNA의 주요 원소이자 ATP 같은 지구 생명의 에너지 기본 물질을 만드는 필수 원소입니다. 따라서 인이 없으면 지구와 비슷한 형태의 생명체가 생겨나기 어렵습니다.

사우스웨스트 연구소의 크리스토퍼 글레인 박사 (Southwest Research Institute's Dr. Christopher Glein)는 열역학 및 역학 모델링 (thermodynamic and kinetic modeling)을 통해서 엔셀라두스의 바다와 암석 핵의 상호 지질 화학적 작용을 연구했습니다. 연구팀은 지금까지 직접 검출하지는 못했지만, 충분한 양의 인이 엔셀라두스의 바다에 녹을 수 있다는 연구 결과를 저널 PNAS에 발표했습니다.

물론 엔셀라두스의 바다에서 인에 의존하지 않는 지구와 다른 형태의 생명체가 생겨날 가능성도 배제할 순 없지만, 지구와 비슷한 형태의 생명체가 우주에 드문 것이 아니라 흔한 형태라면 인 같은 미량 원소도 중요한 역할을 할 것입니다.

다만 이 연구 결과는 이론적인 것으로 실제 엔셀라두스의 바다에 인이 풍부한지, 그리고 더 중요하게는 생명체가 있는지 알기 위해서는 결국 직접 탐사선을 보내 확인하는 수밖에 없습니다. 지금 당장에는 준비가 되지 않았지만, 결국 인류는 유로파는 물론이고 엔셀라두스의 바다를 직접 탐사하게 될 것으로 믿습니다.

참고

https://phys.org/news/2022-09-evidence-habitability-ocean-saturn-moon.html

"Abundant phosphorus expected for possible life in Enceladus's ocean", Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2201388119

댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...