화성 지하에 있는 물, 지구 박테리아로 정수해 마신다 [아하! 우주]

춥고 건조한 행성이지만, 화성에는 지구처럼 물이 존재한다. 대부분은 땅속 깊은 곳에 얼음으로 존재하거나 남극과 북극에 있는 빙하에 있는 것으로 추정되지만, 미래 화성 식민지를 건설할 때 꼭 필요한 물은 현지에서 공급할 수 있는 셈이다. 그 덕분인지 화성을 무대로 한 SF 소설이나 영화에서는 적어도 물 문제로 고생하지는 않는다.

하지만 미 항공우주국(NASA)의 과학자들은 문제가 그렇게 단순하지 않다고 입을 모은다. 화성에 얼음 형태의 물이 존재하는 것은 분명하지만, 여러 가지 나쁜 물질이 섞여 있어 마실 수 있는 물로 정수하기가 쉽지 않다. 과학자들이 특히 우려하는 물질은 과염소산염(perchlorate, ClO4-)이다.

과염소산염은 지구에서도 자연적으로 생성되며 불꽃놀이용 폭발물, 기폭제, 성냥, 윤활유, 비료 등 다양한 화학 제품을 생산하는데 사용된다. 용도를 생각하면 사람이 먹으면 안 될 것처럼 생각되는데, 실제로도 발암성을 지닌 독성물질이다. 그런데 화성은 과염소산염이 풍부한 환경이라 화성에서 얻은 물 역시 과염소산염 농도가 높을 수밖에 없다.

물론 필터를 이용해 정수하면 되지 않느냐고 말할 수 있지만, 정수처리를 위해 들어가는 물과 에너지, 주기적으로 교체해야 하는 필터 등을 생각하면 화성 표면에 정수 시스템을 들고가는 것은 현실적이지 않은 방안이다. NASA 에임스 연구센터의 과학자들은 지구 미생물을 대안으로 제시했다. 지구 박테리아 가운데는 독성 물질인 과염소산염을 분해해 에너지원으로 사용하는 것들이 있기 때문이다.

다만 과염소산염 분해 미생물은 강력한 방사선이 쏟아지는 거친 화성 환경에서 살아남기 어렵다는 문제가 있다. 연구팀은 이미 우주 비행에서 뛰어난 생존력이 확인된 박테리아인 바실루스 서브틸리스 168 균주(Bacillus subtilis strain 168)에 과염소산 분해 효소를 만드는 유전자인 pcrAB와 cld를 삽입하는 방식으로 이 문제를 극복했다.

당장 이 미생물을 태운 우주선을 보내 화성 표면에서 테스트하긴 어렵지만, 모의 환경에서 테스트를 통해 추가적인 에너지나 자원 투입 없이 과염소산염을 제거할 수 있다는 점을 증명하면 물이 귀한 화성에서 큰 도움이 될 것으로 예상된다.

박테리아는 스스로 분열해 증식하기 때문에 생산 설비를 증설할 필요도 없고 고장나도 새로운 박테리아로 대체하면 그만이다. 에너지 역시 태양 에너지나 화학 에너지를 사용하기 때문에 현지에서 충분히 조달할 수 있다. 과학자들이 미래 화성 식민지의 조력자로 박테리아에 주목하는 이유다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com