유로파의 향상된 사진. (제공:NASA). 유로파는 오랫동안 지구 너머의 생명체를 찾는 사람들의 사랑을 받아왔습니다. 그 이유는 간단합니다. 갈라진 얼음 껍질 아래에는 전 세계적으로 염분이 있는 바다가 자리잡고 있으며, 소금과 물은 우리가 알고 있는 생명에 필수적인 두 가지 요소입니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 바다 밑의 해저가 우리가 기대했던 것보다 훨씬 덜 활발할 수 있다고 합니다.
Nature Communications에 게재된 연구 , 유로파에는 아마도 지구처럼 열수 분출구에 전력을 공급하고 심해 생태계를 유지하는 데 도움이 되는 지속적인 지각 운동과 해저 화산 활동이 부족할 것이라고 주장합니다.
“원격 조종 잠수함으로 바다를 탐험할 수 있다면 새로운 균열이나 활화산, 해저의 뜨거운 물기둥을 볼 수 없을 것이라고 예상합니다.”라고 세인트루이스에 있는 워싱턴 대학의 지구, 환경 및 행성 과학과 연구원이자 제1저자인 폴 번(Paul Byrne)이 말했습니다. "지질학적으로 그 아래에는 많은 일이 일어나지 않습니다. 모든 것이 조용할 것입니다."
조용함 뒤에 숨겨진 숫자
유로파는 목성의 거대한 중력에 의해 끊임없이 압박되고 늘어납니다. 조석 굴곡이라고 불리는 이 과정은 달이 얼지 않도록 충분한 열을 발생시킵니다. 그러나 가장 큰 질문은 항상 있었습니다. 지구의 구조가 해양 지각을 새로 고치는 방식으로 유로파의 암석 해저를 깨뜨릴 만큼 그 굴곡이 충분히 강한가?
Byrne의 팀은 모델을 만들고 숫자를 실행했습니다. 그들은 조수 굴곡, 장기 냉각 및 달의 내부 수축으로 인한 응력을 계산했습니다. 모든 시나리오에서 수학은 동일한 결론을 내렸습니다. 현대의 힘은 바위를 깨기에는 너무 약하다는 것입니다.
연구에서는 해저에 가해지는 응력이 대략 54킬로파스칼에 달하는 것으로 추정합니다. 관점에서 보면, 이는 얕은 깊이에서 암석을 부수는 데 필요한 강도의 일부에 불과합니다. 킬로미터 아래로는 충분하지 않습니다.
저자들이 수백만 년에 걸쳐 반복되는 스트레칭이 지각을 약화시킬 수 있다는 생각인 "암석 피로"를 설명했을 때에도 스트레스 수준은 깊은 단층을 유발하기에는 너무 낮게 유지되었습니다.
요점은 간단합니다. "적극적인 잘못"이 거의 또는 전혀 없을 것으로 예상됩니다.
이는 바닷물이 뜨겁고 신선한 암석을 순환하는 경로가 없을 가능성이 높다는 것을 의미합니다. 이러한 상호 작용이 없으면 미생물이 즐겨 이용하는 화학적 에너지원을 유지하기가 어렵습니다.
Byrne은 "적어도 오늘날에는 생명을 지탱할 에너지가 없는 것 같습니다."라고 말했습니다.
조용하지만 업무상 문을 닫지는 않음
그러나 조용한 해저가 반드시 죽은 해저를 의미하는 것은 아닙니다.
Woods Hole Oceanographic Institution(WHOI)의 선임 과학자이자 공동 저자인 Chris German은 "WHOI에서의 연구 결과는 과거 유로파의 해저가 지질학적으로 활동적이었다는 사실을 보여줍니다. 유로파는 여전히 저온 형태의 유체 흐름을 수용할 수 있는 충분한 용량을 보유할 수 있으며... 지열로 구동되는 먹이 사슬을 뒷받침할 수 있습니다."라고 말했습니다.
German은 지구상에서 거대한 열수 시스템이 활화산에서 멀리 떨어져 존재할 수 있다고 지적합니다. 이 시스템은 장기간에 걸쳐 지각을 통해 더 차가운 유체(종종 100°C / 212°F 미만)를 순환시킵니다.
오늘날 유로파가 화산 폭죽으로 부서지고 터지지 않는다면, 거주 가능성에 대한 최선의 선택은 이 "느린 화학", 즉 오래 지속되는 순환이나 심지어 암석의 방사성 붕괴에서 파생되는 에너지로 바뀔 수도 있습니다.
2031년 현실 점검이 시작됩니다
이는 모델링 연구이지만 이번 연구 결과는 NASA의 해양 세계 조사에 매우 중요합니다. 이 프로젝트는 외계 해양에서 유기 화합물이 어떻게 형성되는지 이해하기 위한 대규모 노력입니다.
"핵심 구성 요소 중 하나는 유로파와 같은 해양 세계의 해저 아래 낮은 온도에서 순환하는 유체에 대한 조사가 될 것입니다."라고 German은 말했습니다.
유로파 클리퍼가 다가오고 있기 때문에 시계도 똑딱거리고 있습니다. NASA의 공식 임무 일정은 2031년 봄에 우주선의 첫 번째 유로파 비행을 예정하고 있습니다. Clipper는 해저까지 드릴링하지는 않지만 얼음 두께, 해양 특성, 잠재적인 연기 화학 및 물-암석 상호 작용에 대한 간접적인 힌트와 같은 주요 미지의 정보를 날카롭게 분석할 수 있습니다.
번은 유로파가 반론을 제기할 기회를 환영합니다.
"이러한 측정은 많은 질문에 대한 답을 제공하고 우리에게 더 많은 확신을 줄 것입니다."
