원시지구와 같은 토성의 위성 "타이탄"의 신비

출처 NASA

위 사진은 2006년 카씨니 탐사선이 토성의 위성인 타이탄의 표면을 레이다로 촬영한 사진이다. 위 사진에서 파란 호수나 바다처럼 보이는 곳은 물이 아니라 메탄가스가 액체로 된 호수인 것으로  과학자들은 추측한다. 비록 물은 아니지만 태양계에서 액체 호수나 바다가 표면에 존재하는 곳은 지구 이외에 타이탄이 유일하다.

지구 밖에  생물체가 존재하는 여부는 우주를 연구하는 학자 뿐 아니라 일반인들에게도  가장 큰 관심거리 중의 하나이다. 지금도 잦은 ufo의 등장으로부터 지구의 인류보다 더 지능이 높은 외계인의 침공을 걱정하기도 한다.  

그런데 태양계 내에서도 지구 이외의 곳에 비록 고등생물은 아니더라도 생명체가 존재할 수 있다는 가능성이 제기되고 있다. 화성 이외에도 목성의 위성인 유로파, 토성의 위성인 타이탄, 엔셀라두스 등이 대표적인 예이다. 우리가 현재 아는 과학지식으로는 생명체가 존재하기 위하여서는 액체의 물이 존재하여야 한다고 생각한다. 그러나 액체의 물이 아닌 액체 메탄이나 액체 에탄을 기반으로 하는 생물도 존재할 수 있다는 가설도 있다.

출처 NASA

토성의 위성인 타이탄은 태양계의 위성중에서 목성의 위성인 가니메데 다음으로 가장 큰 위성이다. 위 사진은 지구와 달 그리고 타이탄을 비교한 것이다.  타이탄은 지구의 달보다 훨씬 크고 태양에 가장 가까운 행성인 수성보다도 더 큰 직경을 가지고 있다.  그래서 타이탄을 준행성급인 위성이라고 부르기도 한다. 타이탄은 위성들 중에서 유일하게 짙은 대기를 가지고 있다. 타이탄의 대기압은 지구보다도 더 높다. 그래서 지구에서 타이탄을 가시광선 망원경으로 관찰하면 그 표면이 보이지 아니하고 금성과 같이 불투명하고 매끄러운 모습을 보인다.

출처 NASA

카씨니 탐사선에서 조사한 데이타를 이용하여 타이탄이 토성의 중력에 의하여 부풀어 오르는 크기를 조사하였다. 그런데 만약 토성이 딱딱한 암석으로 된 지각으로 이루어진 경우 중력에 의하여 부풀어 오르는 크기가 1m 정도가 되어야 한다. 그러나 실제 측정 결과는 10m에 이른다. 타이탄의 표면은 -179도(섭씨)의 낮은 기온으로 얼어 붙은 얼음으로 되어 있다. 이 낮은 기온에서는 메탄이 액화되어 표면에 호수나 바다처럼 존재하는 것이다.  타이탄이 토성의 중력에 의해 10m 이상 부풀을 수 있는 측정 결과에서  표면의 얼음 아래 액체 상태인 물로 된 바다가 존재한다는 사실을 추정하여 그 연구 결과가  2012년 6월 28일 미국 "사이언스"지에 발표되었다.

다만 타이탄 내부에 물이 액체로 존재하는 바다가 존재한다고 하여 당장 그 곳에 생명체가 있다고 단정하기는 어렵다. 그러나 이러한 바다의 존재는 타이탄 대기와 표면에  메탄과 에탄 등 탄화수소 물질이 계속하여 다량으로 남아 있는 것을 설명하는데 도움이 된다. 메탄가스는 태양의 자외선에 의하여 분해된다. 따라서 그 양이 계속하여 보충되지 아니하면 타이탄의 표면이나 대기에 있을 수 없는 것이다.  타이탄 내부의 바다에는 물이 암모니아와 혼합되어 있는 상태로 존재한다고 추측된다. 그러한 바다에서 메탄가스가 계속되어 대기와 표면에 공급되는 것이라고 추정할 수 있는 것이다.

출처 위키미디어 공용

태양은 점점 커지면서 더 많은 열을 발산하고 있다. 이미 대기의 온실가스 농도가 높아짐에 따라 전세계적으로 지구온난화에 대한 비상등이 커졌다. 미국 동부는 이미 30도가 훨씬 넘는 폭염과 태풍보다 더 강한 폭풍 피해가 일어나고 있다.  대한민국도 6월 평균기온이 사상최고를 기록하면서 이상가뭄에 시달렸다.  그런데 지금 시점에서 약 20억년 후가 되면 태양으로부터 전달되는 열을 막는 특단의 조치가 없는 한 지구 평균기온이 60도가 넘어 인류와 같은 고등생물은 살기 어렵게 된다. 

 타이탄은 메탄 등 유기물, 및  대기 그리고 다량의 물을 가진 원시지구와 같은 형태를 가지고 있다. 즉 지구가 더 이상 고등생물이 존재하기 적합하지 아니한 환경이 되는 상황에서 타이탄은 자체내에서 고등생물이 진화하여 생존할 수 있는 환경이 될 가능성을 가지고  있다. 그리고 지구의 고등생물이 그러한 시점에 타이탄으로 이주할 수도 있는 것이다.

당장 지구온난화로 지구의 환경이 위협받고 70억이 넘는 인류가 지구에서 공존할 수 있는 "녹색성장"이 문제 되는 상황에서 토성의 위성의 표면아래 바다가 존재하고 20-30억년 후 지구와 같이 고등생물이 살 수 있는 환경이 될 수 있다는 이야기는 한가한 이야기로 들릴 수 있다.  그러나 이러한 과학적 지식은 인류의 지식과 과학기술을 발전시키면서 지구에서 인류가  생존할 수 있는 전략을 세우는 데에도 도움이 될 것이다. 대한민국도 과학기술의 최첨단인 우주과학 분야의 투자를 늘릴 필요가 있다고 본다.