화성의 유기물질은 대기 중 포름알데히드로부터 형성되었다

화성은 현재 차갑고 건조한 행성이지만 지질학적 증거에 따르면 약 30억~40억 년 전에 액체 물이 존재했다고 합니다. 물이 있는 곳에는 대개 생명이 있습니다. 화성에서의 생명에 대한 불타는 질문에 답하기 위해 도호쿠 대학의 연구자들은 고대 화성 대기에서 유기물 생산에 대한 자세한 모델을 만들었습니다.

유기물이란 식물, 동물 등 살아있는 존재의 유해나 특정 화학 반응의 부산물을 말합니다.

어떤 경우이든, 유기물에서 발견되는 안정 탄소 동위원소 비율(13 C/ 12 C)은 이러한 생명의 구성 요소가 원래 어떻게 형성되었는지에 대한 귀중한 단서를 제공하며, 과학자들에게 과거를 들여다볼 수 있는 창을 제공합니다.

이로 인해 화성 탐사대의 관심 대상이 되었습니다.

예를 들어, 화성 탐사선 큐리오시티(NASA에서 운영)는 화성의 그 시대 퇴적물에서 발견된 유기물이 비정상적으로 13 C로 고갈되었음을 밝혔습니다. 또한 샘플 간의 탄소 동위원소 비율이 상당히 다르다는 사실도 발견했습니다.

하지만 이런 변화의 이유는 미스터리였습니다.

이러한 발견을 확장하여, 도호쿠 대학의 고야마 슌고, 요시다 타츠야, 테라다 나오키가 이끄는 연구 그룹은 화성 대기 진화 모델을 개발했습니다.

이 모델은 포름알데히드(H 2 CO)에 초점을 맞췄는데, 이 연구팀 구성원은 이전에 이것이 고대 화성 대기에서 실제로 생성될 수 있다고 밝혔습니다.

이런 선택의 이유는 포름알데히드가 생명에 필수적인 설탕과 같은 복잡한 유기 화합물을 생성할 수 있기 때문입니다.

다시 말해, 포름알데히드는 큐리오시티 로버 샘플의 비정상적인 값을 설명할 수 있는 잃어버린 요인일 수 있습니다.

또한 이는 전생의 징조일 수도 있습니다.

이 모델은 광화학 모델과 기후 모델을 결합하여 30억~40억 년 전 화성의 포름알데히드의 탄소 동위원소 비율 변화를 추정했습니다.

포름알데히드에서 13C 가 고갈되는 것은 태양의 자외선에 의한 CO2의 광분해로 인한 것이며, 그로 인해 한 안정 동위 원소가 다른 안정 동위 원소보다 선호되는 것으로 밝혀졌습니다.

이 연구에서는 또한 탄소 동위원소 비율이 당시 화성의 대기압, 행성 표면에서 반사되는 빛의 분율, CO와 CO2의 비율, 화산 활동으로 방출된 수소의 양 등의 요인에 따라 다르다는 것을 보여 주었습니다.

도호쿠 대학 대학원생인 고야마는 "이 모델은 13 C가 신비롭게 고갈된 이유 등 이전에 설명되지 않았던 결과에 대한 가능한 설명을 제공합니다."라고 말했습니다.

이번 발견은 포름알데히드가 고대 화성의 유기물 형성에 기여했다는 것을 보여주며, 당과 리보스(모든 살아있는 세포에 존재하는 RNA 성분)와 같은 생물학적으로 중요한 분자들이 이 행성에서 생성되었을 가능성을 시사합니다.

이러한 연구 결과는 2024년 9월 17일 Scientific Reports 에 게재되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240919115109.htm