NASA의 퍼서비어런스 로버가 화성 제제로 크레이터에서 최근 발견한 사실이 심오한 과학적 관심을 불러일으키고 있다. 고대 강 계곡에서 채취된 샘플이 과거 미생물 생명체의 존재를 시사하는 패턴을 보였기 때문이다. 이 발견은 우주생물학의 중대한 진전으로, 화성의 거주 가능 역사에 대한 우리의 이해를 넓히고 미래 우주 탐사 노력에 영향을 미칠 수 있다.
로버는 2024년 7월 이동 중 셰바야 폭포(Chevaya Falls)라는 독특한 줄무늬 암석을 시추하여 사파이어 캐년(Sapphire Canyon)이라는 샘플을 채취했다. 이후 로버의 PIXL 및 SHERLOC 장비로 분석한 결과, “표범 무늬(leopard spots)”라고 불리는 독특한 질감이 드러났다. 이 무늬는 동심원상의 반응 전선으로, 특히 비비아나이트(인산철)와 그레이자이트(황화철)라는 두 가지 특정 철 함유 광물로 풍부하게 채워져 있었다.
지구에서 비비아나이트와 그레이자이트는 모두 생물학적 과정과 자주 연관된다. 비비아나이트는 부패하는 유기물이 풍부한 환경에서 자주 형성되며, 황산염을 에너지원으로 사용하는 특정 미생물은 그레이자이트를 생성하는 것으로 알려져 있다. 이러한 지구적 맥락은 화성에서의 발견에 상당한 중요성을 부여하며, 사파이어 캐년의 발견을 “잠재적 생체 신호(potential biosignature)“로 분류하게 한다. 이는 생물학적 기원을 가질 수 있는 물질 또는 구조이지만, 확인을 위해서는 추가적인 엄격한 연구가 필요하다.
이 광물들의 중요성은 산화환원 기울기(redox gradients)에 관여한다는 점에 있다. 산화환원 기울기는 화합물이 전자를 얻거나 잃는 화학적 과정이다. 지구에서는 일부 산화 및 환원 반응이 비생물학적으로 발생할 수 있지만, 많은 경우 생명체에 의해서만 현저히 가속되거나 촉진된다. 예를 들어, 미생물은 종종 이러한 반응을 활용하여 에너지를 생성한다. 화성의 이러한 산화환원 기울기 내에 비비아나이트와 그레이자이트가 모두 존재한다는 것은, 만약 미생물 생명체가 있었다면 그 형성 과정에서 결정적인 역할을 했을 수 있다는 시나리오를 시사한다.
특히, 이 발견은 현재까지 임무를 통해 조사된 퇴적암 중 가장 젊은 암석에서 이루어졌다. 이전 예측들이 고대 생명체의 흔적을 주로 더 오래된 화성 암석층에서 찾을 것으로 예상했기에, 이 발견은 다소 예상 밖이었다. 그 함의는 상당하다. 이는 화성이 거주 가능했을 시간적 창을 넓히며, 생명체를 지탱하는 조건이 이전에 이론화된 것보다 화성 역사 후기까지 지속되었을 수 있음을 시사한다. 이러한 수정된 이해는 미래의 지질학적 및 우주생물학적 조사의 방향을 재설정할 수 있다.
셰바야 폭포 암석이 그레이자이트와 비비아나이트의 비생물학적 형성에 일반적으로 필요한 고열이나 극심한 산성 노출 흔적을 보이지 않지만, 이러한 특징들의 생물학적 기원에 대한 결정적인 결론은 여전히 불확실하다. 다음의 중요한 단계는 사파이어 캐년 샘플을 지구로 가져오는 것이다. 지구에서는 첨단 실험실 기술을 사용하여 생물학적 기원과 비생물학적 기원을 면밀히 구별할 수 있으며, 이 화성의 “표범 무늬”가 실제로 고대 생명체의 흔적인지에 대한 결정적인 답을 제공할 것이다.