우주의 바다로 간다면

“우리 위의 별을 가만히 응시하고

우리 아래의 심연을 묵묵히 들여다보는

모든 이들이 반드시 읽어야 하는 책”

_제임스 카메론(영화감독)

★★★★★ 영화감독 제임스 카메론 추천!

★★★★★ 심채경, 이명현 강력 추천!

★★★★★ 미국 내셔널 퍼블릭 라디오 ‘2020년 최고의 책’

★★★★★ 영화 〈아바타〉〈프로메테우스〉 과학 자문

지구 너머에서 생명을 찾을 수 있는 최적의 장소는 어디일까? 오늘날 과학자들은 어떤 곳에서 외계 생명체를 찾아 헤매고 있을까? 우리는 주로 지구와 가까운 화성에서 생명의 흔적을 발견하는 장면을 상상하곤 한다. 하지만 최근의 우주생물학 연구는 생명체가 살기에 가장 적합한 거주지로 더 먼 곳, 목성과 토성을 맴도는 얼음 위성을 주목한다. 우주생물학자들은 얼음 위성의 얼어붙은 껍질 아래에 지구만큼 오래된 광활한 바다가 숨어 있음을 밝혀냈다. 얼음 세계의 깊숙한 지하 바다, 그곳에 과연 생명체가 존재할 수 있을까?

이 질문에 답하기 위해 NASA의 우주생물학자 케빈 피터 핸드는 영화감독 제임스 카메론과 함께 지구의 심해 깊숙한 곳으로 들어간다. 대서양 수심 3km까지 내려간 저자는 극한의 환경에서 형성된 아름다운 생태계를 발견한다. 뜨거운 물이 솟구치는 열수구 근처에서 온갖 종류의 새우와 미생물, 홍합과 물고기가 서식하고 있었다. 이토록 극한의 환경에서 생명이 발원되어 살아간다면 그 장소가 반드시 지구의 심해일 필요는 없을 것이다. 우주에 수없이 존재하는 얼음 위성의 지하 바다에도 열수구를 중심으로 놀라운 생태계가 형성되어 있을지 모른다.

“우주의 또 다른 생명을 이해하기 위해

나는 지구의 깊은 바다로 들어갔다.”

지구의 심해와 얼음 위성을 오가며

우주의 바다에서 길어올린 새로운 생명의 가능성

《우주의 바다로 간다면》은 우주의 바다에 생명체가 서식할 가능성에 대한 그야말로 모든 것을 담고 있다. 유로파와 엔셀라두스 같은 얼음 위성 내부에 바다가 있다는 사실을 어떻게 알 수 있는지, 그 바다 깊숙한 곳에서 생명체가 생존할 수 있다고 보는 이유가 무엇인지, 지구의 심해를 탐사하는 것이 어떻게 외계 바다를 탐험하는 핵심이 될 수 있는지를 탁월한 비유와 흥미진진한 일화를 중심으로 상세하게 살펴본다.

특히 무지개, 베이비시터, 공항 보안검색대의 비유를 활용하면서 마치 추리소설 속 탐정처럼 외계 바다의 존재를 증명하는 대목은 책의 진면목을 보여준다. 유로파의 표면이 얼음으로 뒤덮여 있음을 밝혀낸 분광학 기술의 원리를 무지개에 빗대어 알려주고, 유로파에 두께가 100km가 넘는 물로 된 층(액체 혹은 고체)이 존재함을 찾아낸 중력 측정의 원리를 베이비시터 비유로 알기 쉽게 설명한다. 이토록 대규모로 존재하는 물의 일부가 얼음껍질 아래의 염분 바다임을 알아낸 자기계의 원리 또한 공항 보안검색대에 빗대어 설명해낸다. 저자가 예시로 든 것은 유로파였지만 목성의 또 다른 위성 가니메데와 칼리스토, 토성의 위성 엔셀라두스와 타이탄에 대해서도 유사한 논의를 적용할 수 있다.

“태양계 저 멀리 있는 바다가 생명을 품을 오아시스가 될 수 있을까?

이 책과 함께 생명을 찾으러 우주의 바다로 떠나보자.”

_심채경(행성과학자, 《천문학자는 별을 보지 않는다》 저자)

“이 책은 위성의 외계 바다로 우리를 데리고 가는 우주 탐사선이다.

가자, 외계 바다로!”

_이명현(천문학자, 과학책방 ‘갈다’ 대표)

저자에 따르면 외계 바다에 열수구가 있을 가능성도 충분하다. 열수구는 바다 밑바닥에서 뜨거운 바닷물(열수)이 강력하게 솟아오르는 지역이며, 지구 심해에서 온갖 생명체에 영양분을 공급하는 “화학적 오아시스”로 기능하고 있다. 이러한 열수구가 얼음 위성의 지하 바다에도 존재한다면 어떨까? 실제로 엔셀라두스에서 분출되는 물기둥을 조사해보니 바다 내부에서 열수 활동이 일어나고 있을 가능성이 높다는 결과가 나왔다.

이 지점에서 외계 바다는 지구 심해 탐사, 더 나아가 생명의 기원과 연결된다. ‘로스트 시티’라고 불리는 대서양 심해 지역에서 과학자들은 마치 핫팩이 발열 반응으로 열을 발생시키는 것처럼 암석이 바닷물과 섞이면서 열을 발생시키는 새로운 종류의 ‘사문석화’ 열수구를 발견했다. 사문석화 열수구는 기존의 열수구처럼 대규모 판 구조가 필요하지 않기 때문에 어느 천체에나 존재할 수 있다. 해저에 균열이 생겨 물이 바위로 스며들기만 하면 되므로 아주 흔하게 생성될 수 있다는 것이다. 만일 엔셀라두스에서 열수 활동을 일으키는 원인이 사문석화 열수구라면 다른 얼음 위성에서도 열수구가 얼마든지 생겨날 수 있을 것이다.

“이 책을 통해 우리는 얼음 위성 탐사의 주인공을 만나고

새로운 깨달음과 함께 전율하게 될 것이다.”

_루이스 다트넬(우주생물학자, 《오리진》 저자)

“지구의 해양을 탐사하는 것이

외계 바다를 탐험하는 핵심이라는 것을 보여준다.”

_〈내셔널 지오그래픽〉

외계 바다 탐사가 중요한 이유는 그곳에서 생명의 기원에 대한 비밀을 풀 가능성이 있기 때문이다. 수십억 년 전 지구에서 무슨 일이 일어나 생명이 발원하게 되었는지 우리는 알지 못한다. 과학자들은 생명의 기원 가설로 총 두 가지, 즉 조석 현상으로 바닷물이 육지로 들어왔다가 나가면서 세포가 생겨났다는 ‘조수 웅덩이 가설’과 심해 열수구의 화학 반응으로 세포가 만들어졌다는 ‘열수구 가설’을 제안했다. 바다세계는 생명의 기원 가설, 특히 열수구 가설을 시험할 수 있는 최적의 장소다. 만일 얼음 위성 내부 깊은 바다에 생명이 들끓고 있다면 열수구가 생명의 기원이라는 점이 입증될 것이다. 그렇다면 생명의 기원은 “명백한 지구화학적 필연성”일지도 모른다. 그렇게 우리는 생명이 어디에서 어떻게 기원하고 수십억 년 전 지구에서 무슨 일이 일어났는지를 배우게 될 것이다. 우리가 누구이고 어디에서 왔는지를 말이다. 

지은이 : 케빈 피터 핸드 

NASA 제트추진연구소 소속의 행성과학자이자 우주생물학자. 목성의 위성 유로파 표면에 탐사선을 착륙시키기 위해 노력하고 있다. 킬리만자로의 빙하, 남극 대륙의 드라이 밸리, 북극의 해빙을 누비며 우주생물학 연구를 진행했고, 〈네이처 지오사이언스Nature Geoscience〉 〈우주생물학Astrobiology〉 〈이카루스Icarus〉 〈네이처 아스트로노미Nature Astronomy〉 등 저명한 국제 학술지에 논문을 발표했다. 우주생물학의 이해에 대한 기여를 인정받아 NASA 명예상NASA Honor Awards을 수상했으며, 2014년 NASA 공개 토론회에서 향후 20년 안에 외계 생명체가 발견될 것이라 예측했다. 영화감독 제임스 카메론과 함께 대서양의 심해를 탐사한 계기로 다큐멘터리 영화 〈에이리언 오브 더 딥〉에 출연했고, 영화 〈아바타〉 〈프로메테우스〉의 과학 자문가로 참여하기도 했다. 이 책은 저자의 첫 책으로, 미국 내셔널 퍼블릭 라디오NPR ‘2020년 최고의 책’에 선정되었으며, 뛰어난 과학 도서에 수여하는 AAAS/Subaru SB&F상 후보에 올랐다.

옮긴이 : 조은영

서울대학교 생물학과를 졸업하고, 서울대학교 천연물과학대학원과 미국 조지아 대학교에서 석사학위를 받았다. 어려운 과학책은 쉽게, 쉬운 과학책은 재미있게 번역하고자 노력하는 과학 도서 번역가이다. 옮긴 책으로는 『세상을 연결한 여성들』 『벤 바레스』 『뛰는 사람』 『10퍼센트 인간』 『코드 브레이커』 『새들의 방식』 『나무는 거짓말을 하지 않는다』 『오해의 동물원』 『한없이 가까운 세계와의 포옹』 『언더랜드』 『생물의 이름에는 이야기가 있다』 등이 있다.

들어가는 말. 저 깊은 바다 밑바닥

1부. 가까운 바다, 먼 바다

1장. 지구와 지구 밖 바다세계

2장. 뉴 골디락스

2부. 퍼즐 세 조각으로 바다 찾기

3장. 레인보우 커넥션

4장. 탐사선의 베이비시터

5장. 공항 보안검색대를 사랑하게 된 연유

6장. 베일을 쓴 여인

7장. 탄소의 여왕

8장. 사방에 존재하는 외계 바다

3부. 거주 가능한 곳에서 거주하는 곳으로

9장. 거주 가능한 곳이 되려면

10장. 외계 바다에서 생명이 기원한다면

11장. 바다세계의 생물권

12장. 문어와 망치

13장. 생명의 주기율표

4부. 다음 단계

14장. 생명의 흔적을 찾아서

15장. 해양 탐사의 새 시대

감사의 말

주

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