화성에 존재해서는 안 될 노란색 결정체들

현재 화성의 황무지를 누비고 있는 6륜 로봇이 뜻밖의 행운을 맞이했다. 마른 산속 개울처럼 구불구불하게 이어진 게디즈 발리스(Gediz Vallis) 수로를 지나던 큐리오시티(Curiosity) 로버는 우연히 바위 하나를 밟고 지나갔다. 1톤 무게의 로버가 바위를 짓누르자 바위가 쪼개지며 현재의 어떤 지질학적 모델로도 설명할 수 없는 무언가가 드러났다. 밋밋하고 붉은빛의 겉면 안쪽에는 밝고 반투명한 노란색 결정체, 즉 순수한 원소 상태의 황이 자리하고 있었다.

NASA의 과학자들은 이를 전혀 예상하지 못했다. 연구팀은 수년간 황과 다른 원소가 섞인 염류인 황산염을 찾아왔지만, 순수한 황을 발견하는 것은 완전히 차원이 다른 문제였다. 이는 사막을 걷다가 모래만 있을 줄 알았던 곳에서 순금 덩어리를 발견하는 것과 같은 화성판 '횡재'나 다름없다. 순수 황은 매우 제한적인 조건에서만 형성되는데, 게일 크레이터(Gale Crater)의 이 특정 구역에는 그러한 조건이 존재했던 것으로 여겨지지 않았기 때문이다. 이번 발견은 붉은 행성이 어떻게 말라붙고 죽어갔는지에 대한 기존의 깔끔한 서사에 제대로 제동을 걸었다.

예기치 못한 발견의 화학

황은 흔히 지구에서 '생명의 냄새', 혹은 적어도 부패의 냄새로 묘사된다. 황은 단백질을 구성하는 아미노산에서 발견되는, 모든 생명체에 필수적인 요소다. 화성에서 황은 오랫동안 거주 가능성을 나타내는 지표였다. 하지만 황산염 광물에서 순수 황으로의 발견은 그 의미가 매우 크다. 일반적으로 순수 황을 생성하려면 매우 특정한 화산 활동이 필요하거나, 더 흥미롭게는 생물학적 과정이 필요하다. 지구에서 특정 유형의 박테리아는 황을 '호흡'하며 에너지를 얻기 위해 이를 다른 형태로 가공한다. 물에 의해 형성된 곳에서 이런 황 지대가 발견되었다는 것은 과연 누가, 혹은 무엇이 이러한 화학 작용을 일으켰는지에 대한 의문을 자아낸다.

로버가 발견한 것은 바위 하나만이 아니었다. 처음 우연히 바위를 부순 후 연구팀이 주변을 둘러본 결과, 이 '노란 배'를 가진 돌들이 지천에 깔려 있다는 사실을 깨달았다. 이는 우연이 아니라 하나의 퇴적층이었다. 이는 캘리포니아에 있는 지질학자들에게 큰 고민거리를 안겨주었다. 근처에 명확한 화산 활동의 근거도, 열수 분출구의 흔적도 없기 때문이다. 마치 거인이 성냥개비 머리 부분을 담은 자루를 강바닥에 쏟아붓고 30억 년 동안 그대로 방치해 둔 것과 같다.

순수 황이 지도를 바꾸는 이유

우리가 화성에서 생명체를 찾을 때, 광선총을 든 작은 초록색 외계인을 찾는 것이 아니다. 우리는 무언가 인위적인 조작이 가해진 듯한 화학적 흔적을 찾고 있다. 자연 상태는 본래 무질서하고 혼합되어 있기 마련이다. 순수한 원소는 반응성이 강해 다른 것과 결합하려는 성질이 있어 자연 상태에서는 드물게 존재한다. 순수 황 지대가 수십억 년 동안 유지되려면 환경이 극도로 안정적이거나, 이를 생성한 과정이 매우 강력했어야 한다. 이는 과거 게디즈 발리스를 흘렀던 물이 단순한 개울이 아니라 복잡한 화학적 수프와 같은 상태였음을 시사한다.

이번 발견의 시기 또한 마치 우주적인 장난처럼 느껴진다. 큐리오시티가 이 화학적 대박을 터뜨리는 동안, 더 젊은 탐사선인 퍼서비어런스(Perseverance) 로버는 화성의 다른 지역에서 '표범 무늬'를 발견했다. 이는 바위에 나타난 검은 테두리의 작은 흰색 원들로, 지구에서는 흔히 암석 내부의 미생물 군집 활동으로 인해 생겨나는 흔적이다. 두 로버 모두 '생명체가 살았다'고 외치는 증거를 목격하고 있지만, 공통된 문제에 발목이 잡혀 있다. 바로 명확한 '결론'을 내릴 수 있는 실험실과는 수억 마일이나 떨어져 있다는 점이다.

로봇의 눈이 가진 한계

NASA 제트추진연구소(JPL) 연구팀의 좌절감은 상당하다. 그들에게는 데이터도, 이미지도, 화학적 신호도 있다. 하지만 그 맥락을 파악할 수 있는 정보가 부족하다. 로버는 바위에 레이저를 쏠 수는 있지만, 정밀한 법의학적 부검을 수행할 수는 없다. 이번 황 발견은 '알면 알수록 모르는 것이 많아진다'는 격언을 증명하는 고전적인 사례다. 물이 흐르고, 얼음이 생기고, 먼지가 쌓이는 화성의 연대기를 다 파악했다고 생각할 때마다, 행성은 노란색 결정체 지대와 같은 변화구를 던진다.

엇갈린 연결의 행성

우리가 화성에서 무언가를 발견하는 방식에는 일종의 아이러니가 존재한다. 수십억 달러를 들여 고해상도 카메라와 정교한 센서를 보냈지만, 최근 몇 년간 가장 큰 발견은 로봇 바퀴가 우연히 바위를 적절한 각도로 밟았기 때문에 이루어졌다. 이는 우주 탐사가 여전히 거칠고 물리적인 영역이라는 사실을 상기시켜 준다. 패서디나의 실험실에서 모든 것을 시뮬레이션할 수는 있겠지만, 우주는 항상 그곳에 있어서는 안 될 노란색 바위 조각으로 우리를 놀라게 할 방법을 찾을 것이다.

생명체 탐사는 종종 논쟁을 영원히 종식할 결정적인 증거, 즉 '스모킹 건(smoking gun)'을 찾는 과정으로 묘사된다. 하지만 과학은 거의 그런 식으로 작동하지 않는다. 대신 '이상한' 것들이 조금씩 쌓여가는 과정에 가깝다. 대기 중의 약간의 메탄, 낯선 유기 분자, 표범 무늬가 있는 바위들. 그리고 이제는 순수 황 지대까지. 각각은 퍼즐 조각과 같다. 아직 전체 그림을 완성하지는 못했지만, 서서히 드러나는 모습은 척박한 바위라기보다는 범인이 방금 떠난 사건 현장에 더 가까워 보인다.

화성의 암석을 지구로 가져오려는 야심 차고 논란 많은 계획을 포함한 미래의 임무들을 앞두고, 게디즈 발리스의 황 발견은 핵심적인 데이터 포인트가 될 것이다. 이는 화성이 결코 단순한 세계가 아니었음을 말해준다. 화성은 화학적 극단과 갑작스러운 홍수, 그리고 장기간 지속되는 서식지가 있던 곳이었다. 그 서식지를 실제로 누린 생명체가 있었는지는 과학계의 가장 큰 숙제로 남아 있다. 현재로서는 이 노란색 결정체가 전부다. 그것들은 우리가 오늘날 보는 것보다 훨씬 더 생명력이 넘쳤던 화성의 모습을 증언하는, 침묵하지만 빛나는 증거다.