09. 외계생명체 미스터리 , 범종론 — 생명은 우주에서 운석에 실려 왔는가

09. 외계생명체 미스터리 , 범종론 — 생명은 우주에서 운석에 실려 왔는가

지구 생명의 기원을 설명하는 하나의 가설이 있다. 생명이 지구에서 처음 만들어진 것이 아니라 우주 어딘가에서 시작해 운석이나 혜성에 실려 지구에 도달했다는 것이다. 이것을 범종론(汎種論) 또는 판스페르미아(panspermia)라 한다. 이 가설은 공상과학 소설의 소재처럼 들리지만, 일부는 진지한 과학적 근거를 가지고 있고 일부는 여전히 가설에 머물러 있다.

범종론의 핵심 질문은 두 가지다. 첫째, 생명의 재료(유기 분자)가 우주에서 지구에 왔는가. 둘째, 생명 자체(살아있는 유기체 또는 그 포자)가 우주에서 왔는가. 첫 번째는 강력한 증거가 있고, 두 번째는 훨씬 논쟁적이다.

 

판스페르미아 — 운석이 우주 유기물이나 생명체를 지구에 전달하는 과정 개념도

우주에는 생명의 재료가 있다

운석에서 유기 분자가 발견된다는 것은 확실히 검증된 사실이다. 1969년 호주 머치슨(Murchison)에 떨어진 탄소질 콘드라이트 운석에서 70종 이상의 아미노산이 발견됐다. 지구 생명에서 사용되는 아미노산 20종 중 상당수가 포함됐다. 이 아미노산들이 운석이 떨어지면서 지구 환경에서 오염된 것이 아니라 외계 기원임이 동위원소 분석으로 확인됐다.

아미노산 외에도 핵산 염기(DNA와 RNA의 구성 요소), 당, 지질의 전구체 분자들이 운석에서 발견된다. 2021년에는 소행성 류구에서 채취한 시료에서 유기 분자가 발견됐다. 성간 분자 구름에서도 복잡한 유기 분자들이 전파 천문학으로 검출된다.

이것은 생명의 화학적 재료가 우주에 풍부하다는 것을 보여준다. 지구 생명을 구성하는 분자들이 지구에서만 만들어지는 특별한 것이 아니라, 우주 화학의 자연스러운 산물이라는 뜻이다. 이 관점에서 '약한 판스페르미아(weak panspermia)'는 상당히 지지받는다. 생명의 재료 일부가 우주에서 왔을 수 있다는 것이다.

생명 자체가 우주에서 왔는가 — 강한 판스페르미아

더 강한 주장은 살아있는 미생물이나 그 포자가 우주를 여행해 지구에 도달했다는 것이다. 이것을 '강한 판스페르미아'라 한다. 이 가설이 성립하려면 세 가지가 가능해야 한다. 미생물이 우주에서 살아남을 수 있어야 하고, 행성 간 이동이 가능해야 하며, 다른 행성에 도달 후 생존해야 한다.

미생물의 우주 생존 가능성에 대한 실험이 진행됐다. 국제우주정거장 외부에 부착된 미생물 포자(주로 바실루스균 포자)가 수년간 진공, 자외선, 우주 방사선에 노출됐음에도 일부가 생존했다는 결과가 보고됐다. 그러나 성간 공간을 이동하는 수백만 년의 여행을 견딜 수 있는지는 다른 문제다.

암석 판스페르미아(lithopanspermia)는 행성 충돌로 튕겨나간 암석 안에 미생물이 들어 있어 다른 행성으로 이동한다는 시나리오다. 화성에서 떨어져 나온 것으로 확인된 운석이 지구에서 발견된다. 반대로 지구 암석이 화성에 도달할 수도 있다. 암석 내부는 우주 방사선을 어느 정도 차폐하므로, 내부 미생물이 수백만 년을 버텼을 가능성을 완전히 배제할 수 없다.

 

머치슨 운석 — 1969년 호주에 낙하한 탄소질 콘드라이트, 70여 종의 아미노산 발견

방향성 판스페르미아 — 문명이 생명을 보낸다는 가설

프랜시스 크릭(DNA 구조 공동 발견자)은 1973년 레슬리 오겔과 함께 방향성 판스페르미아(directed panspermia)라는 가설을 제안했다. 고등 문명이 의도적으로 생명의 씨앗을 우주선에 실어 다른 행성에 보냈을 수 있다는 것이다.

크릭은 지구 생명의 유전 코드가 모든 생물에서 동일하다는 사실, 그리고 몰리브덴 같은 원소가 생명에 중요한 역할을 하지만 지구 초기 환경에서의 풍부도에 비해 생명에서 차지하는 비중이 과도하다는 점을 근거로 들었다. 이 가설은 현재 주류 과학에서는 받아들여지지 않지만, 생명의 우주적 기원 논의에서 역사적으로 의미 있는 제안이다.

판스페르미아가 해결하는 것과 해결하지 못하는 것

판스페르미아 가설이 강력하게 주장하는 것이 있다. 지구 역사에서 생명이 등장한 시기가 매우 이르다는 것이다. 지구가 형성된 것이 약 45억 년 전이고, 가장 오래된 생명의 흔적이 약 35억~38억 년 전에 나타난다. 초기 지구는 대형 충돌이 빈번해 생명에 적합하지 않은 환경이었을 것인데, 그럼에도 생명이 상대적으로 일찍 등장했다. 판스페르미아는 이 빠른 등장을 생명이 이미 준비된 상태로 왔기 때문으로 설명한다.

그러나 판스페르미아가 해결하지 못하는 것도 있다. 무생물에서 생명이 처음 출현하는 문제(생명의 기원 문제)를 해결하지 못한다. 판스페르미아는 생명의 기원을 지구 밖으로 이동시킬 뿐, 무생물에서 생명으로의 전환이 어디에서 어떻게 일어났는지는 여전히 설명해야 한다.

 

판스페르미아의 범위 — 약한 판스페르미아(유기물 전달)와 강한 판스페르미아(생명체 전달) 비교

마무리

판스페르미아는 생명의 재료 수준에서는 상당한 증거가 있고, 생명 자체의 이동 수준에서는 가능성을 배제하기 어렵지만 증명도 되지 않은 상태다. 이 가설이 외계생명체 탐색에 갖는 함의는 명확하다. 생명의 씨앗이 우주를 이동할 수 있다면, 생명은 하나의 행성에서 시작해 여러 곳으로 퍼질 수 있다. 지구와 화성이, 또는 태양계와 다른 항성계가 생명을 공유했을 가능성이 생긴다.

다음 편에서는 화성으로 간다. 화성에 과거 액체 바다가 있었다는 지질학적 증거들과, 그 시절 생명이 있었을 가능성을 살펴본다.

 

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