(This graphic depicts how scientists believe water interacts with rock at the bottom of Enceladus’ ocean to create hydrothermal vent systems. These same chimney-like vents are found along tectonic plate borders in Earth’s oceans, approximately 7000 feet below the surface. Credit: NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute)
목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스는 내부에 바다가 존재하는 것으로 생각되는 얼음 위성입니다. 특히 엔셀라두스는 지름은 500km 정도로 매우 작지만, 토성을 33시간 주기로 공전하면서 중력에 의한 마찰열이 큰 편이기 때문에 매우 큰 수증기를 주변으로 분출하는 간헐천이 있습니다.
현실적으로 얼음 위성의 두꺼운 얼음 지각을 뚫고 내부의 바다까지 접근하기가 힘들기 때문에 과학자들은 엔셀라두스의 큰 간헐천을 통과하면서 내부 물질을 수집하는 대안을 생각하고 있습니다. 그러나 희박한 농도의 수증기와 얼음에서 생명체나 생명체의 존재를 시사하는 유기물을 찾을 수 있을지는 장담할 수 없습니다.
애리조나 대학의 과학자들은 엔셀라두스가 분출하는 간헐천에서 생명체의 흔적을 찾을 수 있을지 검증했습니다. 엔셀라두스의 바다 밑 암석 층 역시 토성의 중력에 의해 내부에 마찰열이 생기면서 활발한 지질 활동을 보일 것으로 예상됩니다. 따라서 지구 열구 분출공 같은 구조가 바다 밑에 존재할 것으로 예상됩니다. 여기서 나오는 열기는 열음 지각의 균열을 타고 높이 수백 km의 거대한 간헐천을 뿜어내는 원동력입니다.
만약 여기에 지구의 열수 분출공처럼 화학 에너지에 의한 독립적인 생태계가 존재할 경우 메탄 생성균 같은 원시적인 박테리아가 가장 생물량이 많을 것으로 생각할 수 있습니다. 다만 그 양이 매우 적다면 간헐적으로 분출하는 수증기에서 이 박테리아를 찾기는 어려울 수 있습니다.
하지만 연구팀의 계산에 의하면 엔셀라두스의 바다에 고래 한 마리 정도의 질량에 해당하는 세균이 있어도 분출된 수증기를 통해서 확인할 수 있다는 결과가 나왔습니다. 물론 아주 작은 세균 한 마리를 공중에서 빠른 속도로 움직이는 우주선이 손상 없이 잡는다는 것은 현실적으로 어려운 일이지만, 유기물이라도 건질 가능성이 큰 것입니다. 연구팀은 생명 현상의 결과로 설명할 수 있는 복잡한 유기물을 발견한다면 생명체에 대한 강력한 간접적인 증거가 될 것으로 보고 있습니다.
과연 유로파와 엔셀라두스의 바다에 무엇이 있을지 궁금합니다. 언젠가 과학자들이 그 답을 찾아낼 수 있을 것으로 믿습니다.
참고
https://phys.org/news/2022-12-life-saturn-icy-moon-enceladus.html
Antonin Affholder et al, Putative Methanogenic Biosphere in Enceladus's Deep Ocean: Biomass, Productivity, and Implications for Detection, The Planetary Science Journal (2022). DOI: 10.3847/PSJ/aca275
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