NASA 우주생물학자, "혜성 운석에 외계생명체 화석" 발표

생물학자 블로거 등 '허술한 근거, 지나친 해석' 비평 잇따라

1996년 '운석 ALH84001'에 이어 외계생명체 화석 논란 재연

#,1 다시 떠들썩한 ‘외계생명체 증거’ 논란

지상에 떨어진 운석들에서 외계 생명체로 보이는 화석 증거가 발견됐다고 최근 미국 항공우주국(NASA)의 우주생물학자가 온라인 저널에 발표했다. 그러나 블로그 공간에서는 생물학자를 중심으로 블로거들이 즉시 이런 발표에 대해 여러 의문을 제기하면서, 1996년 이후 ‘운석 ALH84001의 생명체 증거’ 논란과 비슷한 상황이 재연되고 있다.

나사 마셜우주비행센터의 우주생물학자인 리처드 후버(Richard Hoover)는 <우주론 저널(Journal of Cosmology)>이라는 온라인 저널 3월호에 “탄소 함유 운석들에 나타난 남조류(시아노박테리아: cyanobacteria) 화석”이라는 제목의 논문을 발표해 “[희귀한 운석에 속하는] Cl1 탄소 함유 운석들에서 선형 복합체들(complex filaments)이 발견됐으며 이는 남조류와 원핵생물의 고유한 마이크로화석 잔재의 모습을 보여준다(represent)”고 주장했다. 오랜 동안 운석을 연구해온 그가 이번에 분석 대상으로 삼은 운석 재료는 1864년과 1938년에 수집된 두 가지 희귀 운석에서 나온 것으로, 그는 운석 일부를 ‘살균 환경’에서 잘게 부순 뒤에 그 표면 구조를 전자현미경과 엑스(X)선으로 정밀하게 살피고 성분을 분석했다.

그에 따르면, 전계방사 주사전자현미경(FESEM)으로 분석했더니 잘게 부순 시료의 표면에서는 긴 선 모양의 선형 복합구조가 관찰됐으며, 이는 지상 생물체인 남조류와 비슷한 구조를 지닌 것으로 나타났다(사진 1, 2). 또 다른 운석에서도 유기체 구조를 보여주는 꼬불꼬불하며 복잡한 선형 구조가 관찰됐다(사진 3). 그는 이런 독특한 선형 구조들이 어떤 단일한 과정을 거쳐 형성됐을 것이라고 추정했다. 운석의 구성성분과 관련해서, 두 운석 시료에서는 이전에 이미 알려진 대로 탄소가 다량으로 측정됐으나 지상 생명체의 필수 성분인 질소는 검출되지 않았다. 즉, 지상 생명체에서는 발견될 수 없는 ‘질소 없는 유기체’의 화석이 발견됐다는 것이다.

» (사진1) 주사전자현미경으로 얻은 운석 표면의 구조 영상. 크기와 구조가 아래 사진의 남조류와 비슷한 모습을 띠고 있다. 출처/ Journal of Cosmology

» (사진2) 지상의 미생물체인 남조류(시아노박테리아). 출처/ Journal of Cosmology

» (사진3) 유기체 구조를 닮은 독특한 운석 표면 구조, 전자현미경 영상. 출처/ Journal of Cosmology

그는 논문의 결론에서 “그러므로 . . . [이것은] 운석 모체 표면의 물 있는 지역에서 성장하던 원핵생물의 마이크로유기체가 운석의 지구 대기 진입 이후에 화석이 되어 남은 된 것으로 해석된다(interpreted)” “이번 발견은 우주의 생명 분포에, 그리고 혜성 중심부의 액체 물 지역에 미생물 생명체가 존재할 가능성을 보여주는 직접적인 의미(direct implications)를 지닌다”는 해석을 제시했다. 이런 '과감한' 해석은 미생물 유기체가 지구 같은 행성이 아니라 혜성이나 소행성, 위성에도 존재할 가능성을 제시하는 것이며, 지구 생명의 우주기원설과 관련해서 주목받을 여지를 지니는 것으로 받아들여지고 있다.

논문을 출간한 이 저널의 편집위원장은 이 논문이 여러 논란을 일으킬 것을 의식해, 따로 쓴 편집자의 짧은 글에서 “과학의 진보를 위한 최선의 길은 논쟁과 토론을 촉진하는 것”이라며 “앞으로 이 논문 출판과 더불어 논문에 대한 찬반의 전문가 견해들을 실을 계획”이라고 밝혔다.

이 논문은 국내에선 그리 많이 보도되지는 않았지만 영어권의 여러 매체들에 널리 보도되면서 화제가 됐다. ‘외계생명체’라는 대중적인 관심사 덕분에 여러 매체들, 특히 대중적인 온라인 매체들은 “나사 과학자, 운석에서 외계생명체의 증거 발견”이라는 제목으로 이번 논문 발표를 잇달아 보도했다. 첫 보도를 한 미국의 폭스 뉴스는 ‘특종기사’를 상세히 보도했다. 하지만 정작 나사는 이번 논문과 관련해 따로 보도자료를 내지 않았으며, <네이처> <사이언스> 같은 과학 전문 매체들도 이 '놀랄만한' 연구성과를 보도하지 않았다.

#2. “허술한 분석과 결론” 과학자 블로거들의 반박

운석에서 외계생명체의 증거가 발견됐다면 이는 우리의 생명관과 우주관을 뒤비꿀만한 엄청난 사건이다. 그러나 정작 이번 연구논문에 대해 과학계는 대체로 차분한 모습을 보여주었으며 심지어 블로그 공간에서는 싸늘하기까지 했다. 엄청난 결론을 담은 나사 과학자의 논문을 실은 학술지는 무명의 온라인 저널이었다. 연구자인 후버의 제보를 받아 첫 보도를 했던 폭스 뉴스도 이번 발견의 내용과 의미를 자세히 전하면서도 이번 발견의 의미를 즉시 받아들이기를 주저하면서 더 많은 후속 연구가 필요하다고 말하는 다른 과학자들의 반응도 함께 보도했다.

과학 블로그에서 '1인 미디어'로서 큰 영향을 끼치는 몇몇 현장 과학자 블로거들은 논문의 분석 방법과 결론에 의심을 품으며 반박을 제기하고 나섰다. 이름난 과학 블로거이자 미국 미네소타대학의 생물학 교수인 폴 마이어스는 블로그 글에서 운석 표면의 구조와 지구 미생물체의 형태를 비교 분석해 '외계생명체 화석'이라는 결론을 이끌어내는 방식을 꼬집어 “논문 저자는 꼬부라진 몇몇 선들이 박테리아 사진과 비슷하다고 생각한다. 그건 과학이 아니라 현혹이다”라며 “내년 쯤에는 운석에서 외계 토끼를 발견했다는 논문을 볼 수 있을 것 같다”는 혹평과 비아냥을 전했다(마이어스 교수와 그의 블로그 친구들은 2008년 한국인 과학자가 공동저자로 참여한 논문의 표절을 찾아낸 적이 있는데 , 그때에 <한겨레>는 그와 이메일 인터뷰를 했던 적이 있다).

캐나다 브리티시콜롬비아대학의 미생물학자인 로지 레드필드도 자신의 블로그 글에서 “이런 종류의 연구에서 특히 중요한 게 시료의 오염 가능성인데 후버는 어떤 도구로, 어떻게 운석을 잘게 부수었는지에 관해 자세히 언급하지 않고 있다”고 의문을 제기했다. 또한 그는 “지상의 남조류와 얼마나 비슷한 모양을 갖추고 있는지 보여주는 데 논문의 많은 부분을 할애하고 있으나 그런 모양의 유사성이 중요한 건 아니다”라고 지적했다. 이런 과학자들의 블로그 글에는 수많은 댓글들이 이어서 붙고 있다.

특히 과학자 블로거들은 이번 논문을 실은 온라인 저널을 과학저널로 인정하기 어렵다며 불신의 시선을 보내고 있다. 인쇄매체 없이 온라인으로만 지금까지 제13호를 출판해온 저널인 <우주론 저널>은 외계생명체와 지구 생명의 기원 등에 관한 논문을 주로 출판해온 것으로 알려져 있다. 과학자 블로거들은 이 저널이 논문이 실리기 전에 수행하는 사전 동료심사 같은 출판 제도와 절차를 제대로 운영하지 않고 있다며 의심하고 있다.

#3. 1996년, ALH84001 운석 논란

사실 운석에서 발견된 '외계생명체 화석 증거'를 발표를 둘러싸고 벌어진 우주생물학 논란은 이번이 처음이 아니다. 15년 전 무렵부터 한 동안 비슷한 논란이 있었다.

1996년 8월 미국항공우주국의 우주생물학자인 데이빗 맥케이(David McKay) 연구팀은 과학저널 <사이언스>에 발표한 논문인 “화성의 과거 생명체 탐색: 화성 운석 ALH84001에 나타난 생물학적 활동 잔재의 가능성”에서 “고해상도의 주사전자현미경과 투과전자현미경으로 분석해보니 . . . [운석 표면에 있는] 탄산염 알갱이들은 질감과 크기에서 지상의 일부 박테리아들에서 유래하는 탄산염 침전물과 유사하다”는 결론을 제시했다. 그는 또 “그러므로 다환방향족탄화수소(PAHs), 탄산염 알갱이, 그리고 이와 연계된 이차적인 광물 모양과 질감은 과거 화성 생물상의 화석 잔재일 수 있다”고 밝혔다. (* PAHs는 우주에 풍부한 유기분자로서 지구 생명의 우주 기원을 설명하는 중간물질로 여겨지고 있으나, PAH는 지상에서도 생성되는 것으로 밝혀졌다.)

» 지구에서 발견된 화성 운석 ‘ALH84001’의 전자현미경 사진. 미생물 화석 모양이 발견돼 한동안 화성의 ‘박테리아 화석’ 논란을 빚었으나, 현재 과학계에서 외계생명체의 증거로 그리 받아들여지지는 않는다.

이런 주장은 지구의 미생물체를 닮은 운석 표면의 현미경 영상과 더불어 대중적인 관심을 받았다. 시각적인 증거는 대단한 효과를 발휘했다. <한겨레>의 한 기자는 "당시에 국내 신문에서도 1면의 주요기사로 다뤄질 정도로 큰 관심을 받았던 뉴스였던 것으로 기억한다"고 말했다. 1996년 논문을 둘러싼 과학논쟁을 계기로, 우주생물학 분야는 대중적으로 큰 관심을 끌었으며 과학논쟁에 대응하는 학문적 발전을 이루면서 성장했다.

1996년 논문은 이후에 논쟁에 휩싸였다. 1996년 논문의 발표와 그 파장에 대해서는 2006년 <네이처>에 실린 어느 책에 대한 서평 글에서 간략하게 살펴볼 수 있다. 캐시 소이어(Kathy Sawyer)라는 과학저널리스트가 쓴 책 <화성에서 온 암석(The Rock from Mars)>의 일부 내용을 요약한 이 서평을 보면, 당시 ‘운석의 외계생명체 흔적’ 증거는 “그것이 생물학적으로 생성됐음을 보여주는 방식이 아니라 그것이 비생물학적으로는 생성될 수 없음을 보여주는 방식”이었다. 즉, PAH 같은 유기분자나 화석 모양의 미세 구조 등이 비생물학적으로도 생성될 수 있음이 입증된다면 멕케이 연구팀의 주장은 흔들릴 수 있는 것이었고, 그래서 제시된 여러 증거들이 비생물학적으로도 생성될 수 있느냐 아니냐를 둘러싸고 치열한 논쟁이 벌어졌다고 한다. 물론 운석 시료가 지구 물질에 의해 오염됐을 가능성을 둘러싼 논쟁도 벌어졌다.

책의 저자와 서평의 필자는 맥케이 연구팀이 제시한 여러 증거들이 후속 논쟁 과정에서 비생물학적으로도 생성될 수 있다는 반박을 받았으며, 이에 따라 멕케이 연구팀이 제시한 논문의 해석과 결론도 크게 흔들리게 되었다고 전했다. 1996년 논문이 발표된 이후 9년이 지난 2005년 <네이처>에 실린 다른 기사를 보면 멕케이 연구팀의 논문 결론은 강화되지 않았으며 오히려 여전히 신뢰받지 못하고 있음을 보여준다.

“1996년 과학자들은 남극에서 발견된 화성 운석에 생명의 증거가 담겨 있다고 발표했다. ALH84001이라는 이름이 붙은 이 암석에는 생물학적인 과정과 연계된 탄화수소와 광물들이 함유되어 있었으며 거기에 있는 탄산염 광물의 미세한 알갱이들은 박테리아 마이크로화석으로 해석되었다. 그러나 대부분 전문가들은 여전히 이런 해석을 받아들이지 않고 있다.”

1996년에 화성 운석의 유기체 화석 증거 발견은 <사이언스>라는 저명한 과학저널에 발표돼 주목을 받았다. 나사도 과거 화성에 생명체가 존재했을 가능성을 보여주는 증거로서 연구성과를 홍보했다. 지구촌의 여러 주요 언론들은 이런 놀라운 해석과 결론을 크게 보도했다. 그러나 이제 2011년 3월, 나사 과학자가 이룬 '혜성 운석의 유기체 화석 증거 발견'의 성과는 <우주론 저널>라는 이름 없는 온라인 저널에 발표됐다. 여러 대중적인 온라인 매체들과 블로그 뉴스 매체들이 이 논문의 발표를 보도했으나, 과학 보도에 정평이 나 있는 기성 언론매체나 과학 전문 매체들은 정식 뉴스로 다루지 않았다. 나사도 따로 홍보자료를 내어놓지 않았다. 게다가 이번 논문에 대해서는 발표 직후부터 블로그 공간을 중심으로 논문의 해석과 결론을 의심하는 비판과 반박이 이어지고 있다.

#4. 놀랄만한 결론에 걸맞은 놀랄만한 증거인가?

외계생명체 화석 증거 발견에 대해 1996년과 2011년의 이처럼 다른 반응은 어디에서 비롯한 것일까? 거의 동일한 연구주제에 대해, 같은 나사 소속 우주생물학자의 연구논문에 대해 너무도 다른 반응이 연출된 것 자체가 흥미로운 현상이다. 1996년과 2011년의 차이는 무엇일까? 그 차이를 설명해줄만한 몇 가지 이유를, 주관적인 해석이기는 하지만, 나름대로 정리해보았다.

먼저, 1996년 논문을 둘러싼 과학논쟁이 가져다준 학습효과 때문에 2011년 논문에 대한 반응이 뜨뜻미지근해졌을 것이다. 1996년 논문이 주로 운석의 표면 구조와 지상 생명체의 형태에 나타나는 상호 유사성을 분석해 외계생명체 화석의 가능성을 제시했는데, 이와 비슷하게 2011년 논문도 운석의 표면 률구조와 지상 생명체의 유사성을 중요한 증거의 근거로 강조했다. 겉모습의 구조와 패턴을 살피는 형태학(morphology)은 여기에서 중요했다. 1996년 논문이 화성 운석을 분석한 결과이며 결론을 제시하는 데 다소 조심스러웠던 데 비해, 2011년 논문은 혜성 운석을 분석한 결과이며 결론을 제시하는 데 좀 더 과감한 모습을 보였다.

1996년 논문의 논쟁 과정을 경험하며, 많은 이들 사이에서는 생명관을 바꿀만한 ‘놀랄만한 주장’에는 그에 걸맞게 결정적인 신뢰를 줄만큼 ‘놀랄만한 증거’가 필요하다는 인식이 커졌을 것이다. 사실 많은 사람들이, 또 많은 과학자들이 생명 현상이 오로지 지구에만 있을 것으로 보는 것은 불합리하며 외계의 우주 공간 어딘가에 또다른  생명 현상이 존재할 수 있다고 생각한다. 이 거대한 우주에 우리 지구인만이 외톨이 생명체일까? 자주 인용되는 이런 물음은 외계 생명체가 우주 어딘가에 존재할 확률이 존재하지 않을 확률보다 높을 것이라는 '믿음(belief)'을 보여준다. 하지만 그런 믿음과는 별개로, 이런 외계생명체 운석과 관련한 논문 발표에 대해 뜨뜻미지근한 반응, 심지어 회의적인 반박을 보여주는 것은 '그게 정말 사실이라면' 엄청난 파장을 몰고올 외계생명체 운석 논문이 그에 걸맞게 엄밀한 동료심사를 거치고 또한 관찰된 사실에 맞춘 적절한 해석을 하고 있느냐 하는 데 대한 의구심 때문이다. 현실에서 과학의 설득 방식은 믿음(belief)이 아니라 입증이기 때문이다. 외계생명체 논문을 대하는 이런 태도는 이처럼 1996년과 2011년 사이에 많이 달라졌다.

또한 2011년 오늘에는 1996년에 없었던 전문가 과학 블로거들이 블로그 공간에서 활발하게 활동하고 있다. 적어도 영어권의 블로그 공간에선 현장 연구자와 과학자들이 '1인 미디어'로서, 또는 저널리스트로서 적극적인 역할을 하고 있다. 많은 연구자들은 정보를 교류하며 과학 논문의 표절을 감시하는 '집단지성'의 힘을 발휘하며, 또한 발표되는 과학 논문의 원문을 직접 구독한 뒤에 즉시 품평을 내놓는 비평자의 구실을 하고 있다. 이들이 일반 대중의 여론에 끼치는 영향력도 커졌다. 이번 논문은 폭스 뉴스의 첫 보도를 통해 지난 3월5일 처음 널리 알려졌는데, 영향력 있는 몇몇 생물학자 블로거의 반박과 여러 연구자 블로거들의 집단적인 댓글 참여는 보도 다음날부터 바로 이어졌다. 폴 마이어스 교수는 지난 2008년 <한겨레>와 한 이메일 인터뷰에서 과학자 블로거들의 활동과 관련해 “우리는 과학 논문이 발표되면 읽고 토론하는 일을 일상적으로 하는 과학 블로거들의 네트워크를 갖추고 있다. 우리는 열린 마음으로 과학 논문을 비평하고 있다”고 소개한 바 있다. 이런 과학자 블로거들이 2011년 논문이 나오자마자 그 논문의 약점을 지적하고 반박하는 전문가 견해를 내어놓고 그 견해들을 널리 유통하면서 여론에도 즉시 영향을 끼쳤다.

이번 논문이 제기한 바와 같이, 혜성 운석 시료에서 발견된 독특한 미세 구조들의 정체가 무엇인지는 앞으로 더 많이 연구되어야 할 주제일 것이다. 논문 저자의 결론처럼 이런 화석의 흔적이 외계생물체의 것으로 훗날 연구에서 규명될 수도 있다. 하지만 현실의 과학에서는 믿음이 아니라 객관적인 관찰과 적절한 해석에 바탕을 두어 결론을 제시해야 한다.  운석에 대한 연구는 아니지만 지난해 12월 나사는 "외계생명체의 증거 탐색에 영향을 끼칠 우주생물학적 발견"이라며, 독극물질인 비소 성분을 유전물질(DNA)에 지니고 있는 이른바 '비소 박테리아'를 발견한 나사 연구팀의 성과를 대대적으로 발표한 바 있다. 당시에도 우주생물학의 이름을 내어걸고 '사실'과 '상상'을 넘나들만한 지나친 해석과 결론을 제시한 게 아니냐는 지적을 받으며 과학계의 빈축을 산 적이 있다. 우주생물학은 지구에 사는 수많은 우리들이 지구라는 울타리 너머의 세상에 대해 호기심과 관심을 기울이게 만드는 여러 주제들을 다루고 있다. 그렇지만 과학 연구가 그런 대중적인 호기심과 관심에 쏠려 있다는 인상을 줄 때 그 연구성과의 신뢰성은 훼손될 수 있다. 최근 우주생물학 관련 논문들에 대한 비판이 잇따르는 일을 지켜보면서, 과학의 신뢰 문제와 튼튼한 발전의 길을 다시 생각해본다.