[2] 운석사냥꾼과 우주생물학

우주생물학은 여러 학문 분야를 아우르는 종합 학문이다. 아직 ‘놀라운 주장에 걸맞는 놀라운 증거들’을 내놓고 있지는 못하지만, 우주생물학은 끊임없이 물을 것이다. “이 광활한 우주에 우리뿐인가?”

» 왼쪽 위는 진주시 미천면에서 발견된 운석. 암석질 운석으로 판명되었다. 왼쪽 아래는 미국 하버드대학 비교동물학박물관에 전시 중인 운석 표본. 멕시코 코아훌리아(Coahulia) 지방에 떨어진 운석 중 가장 큰 것으로 철이 주성분이다. 일반인이 만져볼 수 있게 전시되어 있다. 오른쪽은 미국 스미소니언 자연사박물관에 전시 중인 운석 표본들이다. 출처/ 연합뉴스, 손재천, Wikimedia Commons

지난 3월은 진주에서 연이어 발견된 운석으로 온 나라가 떠들썩했다. 마침 종영한 드라마 ‘별에서 온 그대’의 낭만적 환상과 운석의 금전적 가치에 대한 선정적인 언론 보도까지 겹치며, 운석에 대한 관심이 유달랐던 한 달이었다. 그도 그럴 것이 지금까지 한반도에 낙하한 것으로 공식 기록된 운석이 4점 뿐인데다가,[1] 그나마 소재가 파악된 것은 1943년 11월 23일 전남 고흥군 두원면에서 발견된 운석 1점(현재 지질자원연구원에 보관 중) 뿐이라니 호들갑을 떨 만도 하겠다. 이번 진주에서는 모두 4개의 운석이 발견되었는데, 금속 함량이 유사해 모두 지난 3월 9일에 관측된 유성(별똥별)에서 유래했다고 생각된다.[2]

운석은 그 희소성 때문에 과거 왕정이나 돈 많은 자산가의 주요한 수집물이었다. 이 운석 표본들은 자연사적 가치가 인정되면서 자연사박물관의 전시물로 대부분 기증되었다. 미국 뉴욕의 미국자연사박물관(American Museum of Natural History), 예일대학의 피바디자연사박물관(Yale Peabody Museum of Natural History), 오스트리아의 비엔나자연사박물관(Natural History Museum in Vienna)은 이렇게 모은 운석들을 체계적으로 정리하여 따로 큰 전시관을 마련하였다. 물론 일부 운석은 개인 소장품으로 판매된다. 그 수요가 높아서, 2007년에는 세계 최초로 운석만을 거래하는 경매가 생겼을 정도이다.[3]

운석을 탐하는 자들

상황이 이렇다 보니 운석을 전문적으로 채취하는 ‘운석사냥꾼(meteorite hunter)’이라는 직업이 생겼다. 이들 중에는 막대기에 자석 하나 붙인 간단한 탐지 도구를 가진 아마추어도 있지만, 금속탐지기나 지중레이더(ground-penetrating radar) 같은 전문 장비를 갖춘 프로들도 있다. 운석이 땅에 떨어지는데 국경을 가리지 않듯이, 운석사냥꾼도 운석이 있다면 먼 여행도 마다하지 않는다.

세계에 20여 명 남짓 하다는 전업 운석사냥꾼 중 한 명인 미국 아리조나의 마이클 파머(Michael Farmer, 40세)는 <내셔널 지오그래픽>과 한 인터뷰에서 70개 국을 돌아다녔다고 자랑한다.[4] 이들은 자연사 자료 수집이라는 명분을 내세우지만, 운석의 금전적 가치를 쫗는 운석사냥꾼에 보내는 눈길이 곱지 않은 것도 사실이다. 미국에서는 이들이 불법적으로 운석을 채취하는 것을 막기 위해 관련법을 강화하는 중이다.[5] 운석을 주인 없는 물건으로 보는 우리나라와는 달리, 미국의 대부분 주는 운석의 소유권이 운석이 발견된 땅 주인에게 있다고 법으로 명시하고 있다. 그런데 이 법때문에 웃지 못할 일도 더러 일어나곤 한다.

뉴욕의 미국자연사박물관에는 윌라매트(Willamete)라는 유명한 운석을 전시 중이다. 철과 니켈 금속으로 이루어진 이 운석은 북미에서 발견된 가장 큰 운석이다. 이 운석을 보기 위해 매년 4000만 명이 박물관에 방문한다고 하니 그 인기를 실감할 수 있다.[6] 이 운석은 오래건(Oregon) 주의 윌라매트 계곡에서 발견되었다.

인디언 부족들 사이에서 신성한 돌로 이미 알려져 있었지만, 이것이 운석이라고 처음 생각한 이는 근처에 살던 엘리스 휴그스(Ellis Hughes)였다. 그 금전적 가치를 알아본 그는 이 운석으로 큰 돈을 벌려고 했지만, 불행히도 운석이 있는 땅이 오래곤철강회사(Oregon Iron and Steel Company) 소유였다. 고심 끝에 몰래 이 운석을 자기 땅으로 옮겨놓기로 하고, 장장 90일 동안 땀을 흘리며 조금씩 운석을 밀어 자기 땅으로 옮기는 데 성공하였다. 하지만 이 불법 행위는 곧 발각이 되어 오래곤철강회사와 휴그스 사이에 소유권을 놓고 법정 소송으로 번졌다. 1905년 법은 결국 철강회사 쪽에 손을 들어주었고 이 운석은 그해 한 재력가에게 팔렸다. 이 재력가는 운석을 미국자연사박물관에 기증하여 오늘에 이르고 있다.

» 뉴욕의 미국자연사박물관에 전시 중인 윌라매트 운석의 과거(왼쪽 사진)와 현재(오른쪽 사진). 운석의 표면에 파인 곳이 있는데, 아이가 들어갈 수 있을 정도로 크다. 철과 니켈 금속이 주인 운석으로 미국 오래곤주의 윌라매트 계곡에서 발견되었다. 출처/ Wikimedia Commons
　

운석에서 우주생물학으로

사실, 운석이라고 하면 생물학을 하는 나에게 그저 희귀한 돌일 뿐이다. 이런 나의 무관심을 일깨우려는 듯, 간혹 운석에서 생명의 흔적을 발견했다는 소식이 들린다. 지구 생물의 기원을 설명하는 가설의 하나로 운석이 지목된 것은 이미 수십년 전이다. 이 가설은 ‘생명이 어디서 왔는가’에 대한 설명일 뿐, ‘생명이 어떻게 시작되었는가’에 대한 대답이 아니라는 비판이 많았다.[7]

그런데 운석을 첨단 과학장비로 관찰하기 시작하며, 생명의 우주기원설이 다시 고개를 들고 있다. 올해 1월 우주생물학지(Astrobiology)에서는 화성에서 온 것으로 알려진 야마토운석(Yamato000593 혹은 Y000593)을 분석하여 암석결 사이에서 구형의 미소 형태들을 발견하고 이것이 생명 현상과 연관이 있다고 발표하였다.[8] 비슷한 연구가 1996년, 2011년, 2013년에 잇달아 발표된 터라 큰 반향을 일으키지는 않았다.

운석에서 발견했다는 생물의 증거들에 대한 반박과 이들 연구에서의 문제점에 대해서는 한겨레 과학웹진 사이언스온에 이미 수차례 소개된 바 있다.[9][10] 사이언스온의 글이 이미 지적한 대로 이 분야 연구는 비약과 오류로 그 신뢰성을 잃어가고 있다. 심지어, 식물의 씨앗이 발견된 오르괴유(Orgueil ) 운석은 조작으로 밝혀졌다. 그런데 이들 연구가 논란의 대상이 되면서 갑자기 인기가 급상승한 학문이 있다. 바로 ‘우주생물학(Astrobiology)’이다.

» 왼쪽은 남극에서 발견된 야마토운석(Y000593)의 모습. 오른쪽 위는 엘렌 구릉에서 발견된 운석(ALH84001)을 잘게 부수어 전자현미경으로 관찰하면서 발견한 박테리아 모양의 구조. 오른쪽 아래는 야마토운석에서 발견된 구형 모양의 구조체(빨간 동그라미). 생명현상의 흔적으로 주장되었다. 출처/ Wikimedia Commons, Lauren 등 (2014) (주 [8])

우주생물학은 ‘우주’와 ‘생물’이라는 서로 어울리지 않을 것 같은 두 단어의 조합이 주는 신비감을 갖고 있다. 우주생물학이라고 하면 먼저 ‘이티(E.T)’를 떠올리는 이가 많을 것이다. 외계생물의 존재를 밝히는 ‘외계생물학(Exobiology)’이 실제 우주생물학의 한 부분이지만, 우주생물학의 핵심 분야는 생물이 살 수 있는 조건을 밝히는 것이다.[11] 그래서, 아이러니하게도 우주생물학자들의 다수는 지구의 생물을 연구한다.

영화 <그래비티(Gravity)>를 보면 지구를 조금만 벗어나도 우주라는 공간은 생물에게 적대감을 유감없이 드러낸다. 지구에서도 생물에게 큰 도전을 요구하는 공간이 있다. 이런 공간에 적응한 생물은 자연사 연구에서 주요 연구 대상이었다. 자연사 연구자들이 폭염의 사막이나 빛 한점 없는 심해를 탐사하는 것도 그 때문이다. 우주생물학자들도 생물의 적응 능력이 어디까지인지 알고 싶어한다. 생물이 살수 없을 것 같은 공간에 생물이 산다면, 우주에도 생물이 살 수 있지 않을까? 이 연결고리를 찾기 위해 우주생물학자들은 지구의 혹독한 환경에 적응한 생물들을 연구한다.

우주 진공을 버틴 지구생물 ’곰벌레’

실제로 미생물 중에는 극한의 환경에서 버젓이 사는 녀석들이 더러 있다. 지난 2010년 생물 구성의 필수 성분인 ‘인(P)’ 대신에 독성물질인 ‘비소(As)’를 이용하는 박테리아를 과학저널 <사이언스>에 발표하여 과학계에 큰 파장을 일으킨 펠리사 울프-사이먼(Felisa Wolfe-Simon) 박사도 우주생물학자였다 (이 연구에 대해서는 사이언스온에 이미 자세하게 소개되었다.[12][13]) 이 연구는 이후 논란의 중심에 서게 되었고, 2012년 다른 연구실에서 반복 실험을 통해 적어도 비소가 DNA의 일부 재료로 이용되었다는 주장은 사실이 아닌 것으로 결론이 났다.[14]

일부 우주생물학자들은 지구에서 ‘생존’이라면 일가견이 있는 생물들이 우주 공간에서도 버티는지 실험한다. 2008년에는 ‘곰벌레(tardigrades)’라는, 현미경으로나 봐야 하는 동물의 일종이 10일 동안 우주의 진공 상태를 버틴다는 놀라운 ‘생존담’을 들려주었다.[15] 지의류(lichens)나 박테리아가 우주에서도 생존이 가능하다는 것은 알려져 있었으나 우주의 진공을 맨몸으로 버틴 동물은 곰벌레가 유일하다. 하지만 지의류나 박테리아와 달리 곰벌레는 태양광 자외선이 있는 경우 대부분 죽는 것으로 나타났다. 이들 연구는 우주에서 생물이 산다는 것이 얼마나 큰 도전인지 웅변하고 있다.

» 윗줄 왼쪽은 미국 켈리포니아의 모노호(Mono Lake). 비소 함량이 높은 탓에 생물이 살기에 적합하지 않은 것으로 생각되었다. 윗줄 오른쪽은 극한환경에 적응한 미생물을 채취중인 우주생물학자 펠리사 울프-사이먼(Felisa Wolfe-Simon)박사. 아랫줄 왼쪽은 모노호에서 발견한 비소적응 박테리아(GFJA-1)의 주사전자현미경 사진. 아랫줄 가운데 사진에서 미국항공우주국(NASA)의 한 우주생물학자가 양서류인 영원(Newt)이 우주에서 정상적으로 난소를 형성하는지 실험하고 있다. 아랫줄 곰벌레의 일종(Hypsibius dujardini)의 주사현미경 사진. 귀엽게 보이지만 지구상에서 가장 생존력이 강한 동물이다. 출처/ 미국항공우주국(NASA)

우주생물학은 여러 학문 분야를 아우르는 종합 학문이다. 아직 ‘놀라운 주장에 걸맞는 놀라운 증거들’을 내놓고 있지는 못하지만, 우주생물학은 끊임없이 물을 것이다. “이 광활한 우주에 우리뿐인가?” 우주를 정처없이 여행하는 유성은 운석이 되어 여기에 답을 하는지도 모른다. 우주생물학이 끝내 외계의 생물을 발견할 때까지 지구는 여전히 특별한 행성으로 남을 것 같다.◑

참고문헌

[1] Natural History Museum, 2002. The Catalogue of Meteorites. http://www.nhm.ac.uk/research-curation/research/projects/metcat

[2] 진주 네번째 운석 추정 암석도 진짜운석 판명. 연합뉴스 2014년 4월 1일자. http://www.yonhapnews.co.kr/society/2014/04/01/0701000000AKR20140401045700052.HTML

[3] Notkin, G., A guide to meteorite auctions. Aerolite Meteorites, LLC. http://www.aerolite.org/articles/meteorite-auctions.htm

[4] National Geographic Online. Meet the meteorite hunter. http://news.nationalgeographic.com/news/2013/13/130215-meteorite-hunter-russian-moon-interstellar-rocks-space-meteor-asteroid

[5] David, L. New rules for meteorite hunters unveiled. http://www.space.com/18009-meteorite-collectors-public-lands-rules.html

[6] Wikipedia. Willamette Meteorite. http://en.wikipedia.org/wiki/Willamette_Meteorite

[7] Clarke, J. What is the origin of life on Earth? http://science.howstuffworks.com/life/evolution/origin-of-life-on-earth5.htm

[8] Lauren, M. W., E. K. Gibson, K. L. Thomas-Keprta, S. J. Clemett, D. S. McKay, 2014. Putative Indigenous Carbon-Bearing Alteration Features in Martian Meteorite Yamato 000593. Astrobiology 14(2): 170-181. http://online.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/ast.2011.0733

[9] 오철우. 사이언스온 2013년 3월 8일자. ‘운석의 외계생명체 증거’논란, 1996년과 2011년. http://scienceon.hani.co.kr/30883

[10] 오철우. 사이언스온 2013년 3월 12일자. 또 ‘운석생명체화석’논란 되풀이?...그 때 그 저널에서. http://scienceon.hani.co.kr/86358

[11] Wikipedia. Astrobiology. http://en.wikipedia.org/wiki/Astrobiology

[12] 오철우. 사이언스온 2010년 12월 7일자. “’비소 박테리아’의미는 추가연구따라 달라질 것”. http://scienceon.hani.co.kr/30388

[13] 오철우. 사이언스온 2011년 5월 31일자. 의문 키운 NASA ‘비소 미생물’ 본격논쟁 국면으로. http://scienceon.hani.co.kr/31232

[14] Reaves, M. L., S. Sinha, J. D. Rabinowitz, L. Kruglyak, R. J. Redfield, 2012. Absence of detectable Arsenate in DNA from Arsenate-grown GFAJ-1 cells. Science 337(6093): 470-473. http://www.sciencemag.org/content/337/6093/470

[15] New Scientist Online. 2008년 9월 8일자. http://www.newscientist.com/article/dn14690-water-bears-are-first-animal-to-survive-space-vacuum.html#.UzbUU_ldVlw　

손재천 미국 스미스소니언 박물관 연구원  

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