화성에서의 삶

Life on Mars
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이 기사는 다음에 관한 시리즈 중 하나입니다.
Life in the Universe
우주생물학
태양계 거주 가능성
태양계 밖의 생명체
생물권으로 형성된 화성의 예
또 다른 예술가의 화성에 대한 구상

화성에 생명체가 존재할 가능성은 지구와 가깝고 유사하기 때문에 우주 생물학의 관심 대상이다.현재까지 화성에서 과거 또는 현재 생명체의 증거는 발견되지 않았다.누적된 증거는 고대 노아키아 시대에 화성의 표면 환경은 액체 상태의 물이 있었고 미생물이 살 수 있었을지도 모른다는 것을 암시하지만, 거주 가능한 조건이 반드시 [1][2]생명체를 나타내는 것은 아니다.

생명체의 증거를 찾기 위한 과학적 수색은 19세기에 시작되었고 망원경 조사와 배치된 탐사를 통해 오늘날에도 계속되고 있다.초기의 연구가 현상학에 초점을 맞추고 환상에 접한 반면, 현대 과학 연구는 물, 지구 표면의 토양과 암석에서의 화학적 생체 시그니처, 그리고 대기 [3]중의 바이오마커 가스에 대한 탐구를 강조해왔다.

화성은 초기 지구와 유사하기 때문에 생명체의 기원에 대한 연구에 특히 관심이 많다.특히 화성은 추운 기후를 가지고 있고 판구조론이나 대륙이동이 없기 때문에 헤스페리아 시대 말기 이후로 거의 변화가 없다.화성 표면의 적어도 3분의 2는 35억 년 이상 되었고, 따라서 화성은 생명체가 [4][5]존재하지 않거나 존재하지 않았더라도 생명체가 살 수 있는 생물 이전의 상태에 대한 최고의 기록을 보유하고 있을 것이다. 화성은 이르면 44억 8천만 년 [6]전에 개발을 시작했을지도 모른다.

표면 액체 물의 과거 존재 확인에 따라, 큐리오시티, 인티어런스, 오퍼튜니티 탐사선들은 플루비오 라쿠스트린 환경을 포함한 고대 물뿐만 아니라 자기영양, 화학영양 또는 화학석영양 미생물에 기초한 과거 생물권을 포함한 전생물의 증거를 찾기 시작했다.고대 강이나 호수로 의기양양하게 이동)[7][8][9][10]했을지도 모른다.화성에서 거주가능성, 타포노미, 유기화합물의 증거를 찾는 것이 현재 NASA와 ESA의 주요 목표이다.

퇴적암 내부의 유기화합물과 화성의 붕소의 발견은 생물 화학의 전조가 되기 때문에 흥미롭다.이러한 발견은 고대 화성에 액체 상태의 물이 분명히 존재했다는 이전의 발견과 함께, 화성 [11][12]게일 크레이터의 초기 거주 가능성을 더욱 뒷받침한다.현재 화성 표면은 이온화 방사선으로 씻겨져 있고 화성 토양에는 미생물에 [13][14]독성이 있는 과염소산염이 풍부하다.따라서, 만약 화성에 생명체가 존재한다면, 현재의 거친 표면 과정으로부터 벗어나 지표면 아래에서 생명체가 발견되거나 가장 잘 보존될 수 있다는 것이 일치된 의견이다.

2018년 6월, NASA는 화성의 메탄 수치의 계절적 변동을 감지했다고 발표했다.메탄은 미생물이나 지질학적 [15]수단에 의해 생성될 수 있다.유럽형 엑소마스 미량가스궤도선은 2018년 4월 대기 중 메탄 지도를 시작했고 2022년형 엑소마스 탐사선 로잘린드 프랭클린은 프로그램이 무기한 중단되기 전에 지표면 아래 표본을 시추해 분석할 계획이었고, NASA 화성 2020 탐사선 퍼시스턴스는 착륙에 성공해 수십 개의 시료를 저장할 예정이다.2020년대 후반이나 2030년대에 지구 실험실로 수송될 가능성이 있다.2021년 2월 8일 현재, 금성(포스핀 경유)과 화성(메탄 경유)의 생명체 검출 가능성을 고려한 최신 연구 상태가 [16]보고되었다.

초기 추측

참고 항목: 화성 운하
조반니 스키아파렐리의 화성 역사 지도
1898년 천문학자 퍼시벌 로웰이 그린 화성 운하

화성의 극지방 만년설은 17세기 [citation needed]중반에 발견되었다.18세기 후반, 윌리엄 허셜은 각 반구의 여름과 겨울에 번갈아 가며 자라고 축소된다는 것을 증명했다.19세기 중반까지 천문학자들은 화성이 지구와 다른 유사점을 가지고 있다는 것을 알았다. 예를 들어 화성의 하루 길이가 지구의 하루와 거의 같다는 것이다.그들은 또한 그것의 축 기울기가 지구와 비슷하다는 것을 알고 있었고, 이것은 그것이 지구와 같은 계절을 경험했다는 것을 의미했다 - 하지만 훨씬 더 긴 해 때문에 길이가 거의 두 배였다.이러한 관찰은 어두운 알베도의 특징이 물이고 밝은 것은 땅이라는 추측을 낳았고, 그 이후 화성에 어떤 [17]형태의 생명체가 살고 있는지에 대한 추측이 이어졌다.

1854년, 캠브리지 트리니티 칼리지의 윌리엄 휴웰은 화성에 바다, 땅, 그리고 [18]생명체가 있을 수 있다는 이론을 세웠다.화성 생명체에 대한 추측은 19세기 후반에 폭발했는데, 이는 후에 착시현상으로 판명된 화성 운하의 일부 관찰자들이 망원경으로 관찰한 결과였다.그럼에도 불구하고, 1895년, 미국의 천문학자 퍼시벌 로웰은 그의 책 Mars를 출판했고,[19] 1906년 Mars와 Canals에 이어, 운하가 오래전에 사라진 문명의 [20]작품이라고 제안했다.이 아이디어는 영국의 작가 H. G. 웰스가 1897년에 화성에서 온 외계인들이 행성의 [21]사막에서 탈출한 것에 대해 이야기하면서 "우주전쟁"을 쓰게 만들었다.

화성의 대기에 대한 분광 분석은 1894년 미국 천문학자 윌리엄 월리스 캠벨이 화성의 [22]대기에는 물과 산소가 존재하지 않는다는 것을 보여주면서 본격적으로 시작되었다.그 영향력 있는 관찰자 외젠 Antoniadi Meudon 전망대에서 화성의 1909년 충에서의 볼 수 없으며 운하를 보Mars의 뛰어난 사진들은 Pic 뒤 미디 천문대에서 새로운 Baillaud 돔에서 찍은 또한 1909,[23]에 화성의 운하 이론과 운하의 개념으로 공식적인 손상을 입혔다 그 83-cm(32.6인치)구경 망원경을 사용했다. 간청하다눈 [22]밖에 나다

거주성

다음 항목도 참조하십시오.화성의 식민지화 » 인간이 거주할 수 있는 조건

화학적, 물리적, 지질학적, 지리적 특성이 화성의 환경을 형성합니다.이러한 요인에 대한 격리된 측정은 거주 가능한 환경으로 간주하기에 충분하지 않을 수 있지만, 측정치의 합계는 거주 가능성 가능성이 [24]크거나 작은 위치를 예측하는 데 도움이 될 수 있다.화성 표면의 잠재적 거주 가능성을 예측하기 위한 두 가지 현재의 생태학적 접근법은 물의 가용성, 온도, 영양소의 존재, 에너지원, 그리고 태양 자외선과 은하계 우주 [25][26]복사로부터 보호를 강조하면서 19 또는 20개의 환경적 요소를 사용합니다.

과학자들은 거주가능성 가능성을 결정하기 위한 최소 매개 변수 수를 알지 못하지만,[24] 아래 표의 요인 중 하나 또는 두 개보다 큰 것은 확실합니다.마찬가지로 각 파라미터 그룹에 대해 각 파라미터의 거주가능성 임계값을 결정한다.[24]실험실 시뮬레이션에 따르면 여러 가지 치사 요인이 결합될 때마다 생존율이 빠르게 [27]떨어집니다.모든 [27]생물 살상 인자를 포함한 전체 화성 시뮬레이션은 아직 발표되지 않았다.게다가 화성 생명체가 육지 생물권과 전혀 다른 생화학 및 거주가능성 요건을 가질 가능성은 아직 미해결이다.

거주가능성 요인[26]
물.
화학적 환경
  • 영양소:
    • C, H, N, O, P, S, 필수금속, 필수미량영양소
    • 고정 질소
    • 가용성/미네랄로지
  • 독소 함량과 치사율:
    • 중금속(예: Zn, Ni, Cu, Cr, As, Cd 등), 일부 필수적이지만 높은 수준에서는 유독성)
    • 전지구적으로 분산된 산화토양
신진대사를 위한 에너지
도움이 되다
신체 상태
  • 온도
  • 극심한 주간 온도 변동
  • 저압(지상 혐기성 균의 저압 임계값이 있는가?)
  • 강한 자외선 살균 조사
  • 은하 우주 복사 및 태양 입자 이벤트(장기 누적 효과)
  • 태양 UV 유도 휘발성 산화제(예2−: O, O−, HO22, O3)
  • 기후/변수(지리, 계절, 주간, 그리고 최종적으로는 경사 변동)
  • 기판(토양공정, 암석미세환경, 먼지조성, 차폐)
  • 지구 대기 중 높은2 CO 농도
  • 수송(어류, 지하수 흐름, 지표수, 빙하)

과거.

최근의 모델들은 짙은 이산화탄소2 대기에도 불구하고 초기 화성은 지구보다 [28][29][30][31]더 추웠다는 것을 보여주고 있다.노아키아 중엽의 지구환경은 아마도 빙판이었을지라도, 충돌이나 화산활동과 관련된 일시적인 온난화 상태는 노아키아 후기의 계곡 네트워크 형성에 유리한 조건을 만들어냈을 수 있다.화산활동과 충돌로 인한 환경 국지적 온난화는 산발적으로 일어났을 것이지만,[31] 화성 표면에는 물이 흐르는 많은 사건들이 일어났어야 했다.광물학적 증거와 형태학적 증거 모두 헤스페리아 중기 이후 거주성의 저하를 나타낸다.정확한 원인은 잘 이해되지 않지만 초기 대기 손실, 충격 침식 또는 둘 [31]다와 같은 프로세스의 조합과 관련이 있을 수 있다.

조류 분화구는 [32]충돌 중에 존재한다면 고대의 생체 시그니처를 보존했을 수 있는 임팩트 글라스의 퇴적물을 가지고 있는 것으로 생각된다.

화성 자기장의 상실은 대기 손실과 방사능 증가를 통해 표면 환경에 강하게 영향을 끼쳤다. 이러한 변화는 표면 거주성을 [33]크게 떨어뜨렸다.자기장이 존재했을 때, 대기는 태양풍에 의한 침식으로부터 보호되었을 것이고,[34] 이것은 화성 표면에 액체 상태의 물이 존재하기 위해 필요한 밀도 높은 대기의 유지를 보장할 것이다.대기의 상실은 기온 저하를 동반했다.액체 상태의 물의 일부는 승화되어 극지방으로 운반되었고, 나머지는 지표면 아래의 얼음층인 영구 동토층에 [31]갇혔다.

지구에 대한 관측과 수치 모델링은 크레이터 형성 충격이 지각에 얼음이 존재할 때 오래 지속되는 열수 시스템을 만들 수 있다는 것을 보여주었다.예를 들어, 130km의 큰 분화구는 2백만 년 동안 활동적인 열수계를 유지할 수 있습니다. 즉, 현미경 생물이 [31]출현할 수 있을 만큼 충분히 길지만, 더 이상 진화 [35]과정을 진행했을 가능성은 낮습니다.

2013년에 NASA의 큐리오시티 탐사선 탑재 기기로 연구한 토양과 암석 샘플은 몇 가지 거주 가능 [36]요소에 대한 추가 정보를 제공했습니다.탐사팀은 황, 질소, 수소, 산소, 인 및 탄소뿐만 아니라 점토 광물을 포함한 이 토양에서 생명체의 주요 화학 성분 중 일부를 확인했는데, 이는 중성 산도와 염도가 [36]낮은 오래된 수성 환경(아마 호수나 고대 하천 바닥)을 암시합니다.2013년 12월 9일, NASA는 큐리오시티의 연구에 의한 증거에 근거하여, 게일 크레이터에는 미생물이 [37][38]살기에 쾌적한 환경이 될 수 있는 고대 담수 호수가 포함되어 있다고 보고했다.화성에 한때 액체 상태의 물이 흘렀다는 사실, 영양소의 존재, 그리고 과거 우주와 태양 [39][40]복사로부터 행성을 보호했던 자기장의 발견은 모두 화성에 [41][42]생명체를 지탱할 환경적 요인이 있었을 수 있다는 것을 강하게 시사한다.과거의 거주가능성에 대한 평가 자체가 화성의 생명체가 실제로 존재했다는 증거는 아니다.만약 그랬다면, 그것은 아마도 미생물이었을 것이고, 각각 유체나 퇴적물 위에 존재했을 것이다. 자유생활 또는 생물막으로.[33]지구상의 유사체들의 탐사는 [43]화성에서 생명체의 흔적을 찾는 방법과 장소에 대한 단서를 제공한다.

지구에 생명체의 흔적을 보존하는 것으로 보여지는 임팩타이트는 화성에서 발견되었고 만약 [44]행성에 생명체가 존재했다면 고대 생명체의 흔적을 포함할 수 있었다.

2018년 6월 7일, NASA는 큐리오시티 탐사선이 퇴적암에서 30억 [45][46]년 전의 유기 분자를 발견했다고 발표했다.암석에서 유기 분자가 검출된 것은 생명체의 구성 요소 중 일부가 [47][48]존재했음을 나타낸다.

현재의.

추측컨대, 만약 화성에 생명체가 존재한다면, 현재의 혹독한 표면 [49]조건으로부터 멀리 떨어진 지하에서 생명체의 증거를 찾거나 가장 잘 보존할 수 있을 것이다.오늘날 화성의 생물이나 생물 신호는 지표면 아래 수 킬로미터, 또는 지표면 아래 지열 핫스팟에서 발생할 수 있습니다. 또는 지표면 아래 수 미터에서 발생할 수 있습니다.화성의 영구 동토층은 지표면 아래 몇 센티미터에 불과하고 짠 소금물은 그보다 몇 센티미터 아래 액체가 될 수 있지만 그리 아래로 내려가지 않는다.물은 헬라스 분지의 가장 깊은 지점에서도 끓는점에 가깝기 때문에 [50][51][52]지하수가 갑자기 방출되는 경우를 제외하고는 현재 상태로 화성 표면에 오랫동안 액체 상태를 유지할 수 없다.

지금까지 NASA는 화성에서 "물 따라가기" 전략을 추구해 왔고 바이킹 임무 이후 화성에서 생명체를 위한 생체 신호를 직접 찾아보지 않았다.우주생물학자들은 현재 거주할 [49]수 있는 환경을 찾기 위해 화성 지표면에 접근할 필요가 있을지도 모른다는 데 의견을 같이 했다.

우주 복사

1965년, Mariner 4 탐사선은 화성에 생명을 위협하는 우주 방사선과 태양 복사로부터 화성을 보호할 수 있는 지구 자기장이 없다는 것을 발견했다; 1990년대 후반에 Mars Global Survey에 의해 이루어진 관찰은 이 발견을 [53]확인시켜 주었다.과학자들은 자기 차폐의 부족이 수십억 [54]년 동안 태양풍이 화성 대기의 대부분을 날려보내는 데 도움을 줬다고 추측한다.그 결과, 이 행성은 약 40억 [55]년 동안 우주로부터의 방사선에 취약했다.

큐리오시티 탐사선의 최근 현장 데이터는 은하 우주선(GCR)과 태양 입자 사건(SPE)에서 발생하는 이온화 방사선이 화성 표면 생명체 거주성 평가에 제한 요소가 아닐 수 있음을 보여준다.큐리오시티가 측정한 연간 76mGy의 수치는 [56]ISS 내부의 수치와 유사합니다.

누적 효과

큐리오시티 탐사선은 연간 [57]76mGy의 이온화 방사선 수준을 측정했습니다.이 정도의 이온화 방사선은 화성 표면에서 휴면 중인 생명체를 살균하는 것이다.궤도 이심률과 축 기울기에 따라 거주성이 크게 달라집니다.45만 년 전까지만 해도 표면 생명체가 되살아났다면 화성 탐사선들은 표면 아래 1미터 깊이에서 휴면 상태지만 여전히 생존할 수 있는 생명체를 발견할 수 있을 것이라고 [58]추정했다.알려진 가장 단단한 세포들조차도 화성이 보호 자기권과 [59][60]대기를 잃었기 때문에 화성 표면 근처의 우주 방사선에 살아남을 수 없을 것이다.화성의 다양한 깊이의 우주 방사선 수준을 지도화한 후, 연구자들은 시간이 지남에 따라 화성의 표면에서 처음 몇 미터 안에 있는 생명체는 치사량의 우주 [59][61][62]방사선에 의해 죽게 될 것이라는 결론을 내렸다.연구팀은 우주복사에 의한 DNA와 RNA의 누적 손상으로 화성에서 생존 가능한 휴면세포의 회수가 화성 [61]표면 아래 7.5m 이상 깊이로 제한될 것이라고 계산했다.심지어 가장 방사능에 강한 육생 박테리아도 지표면에서 18,000년 밖에 살지 못할 것입니다. ExoMars 탐사선이 도달할 수 있는 가장 깊은 깊이인 2미터에서는 [63]암석의 종류에 따라 생존 기간이 90,000년에서 50만 년입니다.

데이터 게시판에(신속한 응용 프로그램 개발)악기는 호기심이 탐사 로봇은 방사능 평가 탐지기에 의해 수거된 surface,[64]에서 흡수 선량 측정한다 76mGy/year고"전리 방사선을 강하게 물, 소금, 유기 분자 같은redox-sensitive 요소들 특히 화학 구성과 구조에 영향을 미친다고 밝혔다."[64]화성 유기 화합물(금속, 지질 또는 생물학)의 출처에 관계없이 탄소 결합은 하전 입자 [64]방사선을 이온화함으로써 주변 원소와 파괴 및 재구성되기 쉽습니다.이러한 개선된 지표면 아래 방사선 추정치는 표면 아래에 [64]잠복해 있는 미생물이나 박테리아 형태의 생존 시간뿐만 아니라 깊이의 함수로서 가능한 유기 생체 시그니처의 보존 가능성에 대한 통찰력을 제공한다.보고서는 현장에서의 표면 [64]측정과 지표면 추정치가 화성 표면의 상단 수 미터에서 방출 및 이온화 방사선에 노출된 후 화성 유기물의 보존 윈도우를 제한한다고 결론지었다.

2017년 9월, NASA는 화성 표면의 방사선 수치가 일시적으로 두 배로 증가했으며,[65] 이달 중순에 발생한 크고 예상치 못한 태양 폭풍으로 인해 이전에 관측된 어떤 오로라보다 25배나 밝았다고 보고했다.

자외선 복사

자외선에 관한 2014년 보고서는 "화성 자외선 방사 환경은 비차폐 미생물에 빠르게 치명적이지만 전지구적 먼지 폭풍에 의해 감쇠될 수 있으며 < 1mm의 레골리스 또는 다른 유기체에 의해 완전히 차폐될 수 있다"고 결론지었다.또한 2017년 7월 발표된 실험실 연구에 따르면 [67][68]60초 노출 후 자외선에 노출된 세포에 비해 과염소산 자외선이 세포사망률을 10.8배 증가시키는 것으로 나타났다.자외선이 토양에 침투하는 깊이는 밀리미터 이하에서 밀리미터까지이며 [68]토양의 특성에 따라 달라집니다.

과염소산염

화성의 표토 0.5%(w/v)과염소산염(ClO4−)의 대부분의 생명 organisms,[69]에 대한 독성은 최대 포함하지만 대폭 물의 빙점과 낮은 몇가지 극한 환경 미생물 에너지원으로(Perchlorates-생물학을 보)과 perchlorate,[70]그것 ha 최고 30%의 농도에서(w/v)나트륨이 사용할 수 있다고 알려집니다.s자극했다그들이 [67][70][71][72][73]거주가능성에 미치는 영향이 무엇인지에 대한 추측

2017년 7월에 발표된 연구에 따르면, 모의 화성 UV 플럭스를 조사하면 과염소산염이 박테리아(박테리아)에 훨씬 더 치명적이다.휴면 포자도 몇 [67]분 안에 생존력을 잃었어요또한 화성 표면의 두 가지 화합물인 산화철과 과산화수소는 조사된 과염소산염과 시너지 작용하여 60초 노출 [67][68]후 자외선에 노출된 세포와 비교하여 세포 사멸을 10.8배 증가시킨다.또한 연마된 규산염(석영과 현무암)이 독성 활성산소 [74]종의 형성을 유도한다는 사실도 밝혀졌다.연구진은 "화성의 표면은 식물 세포에 치명적이며 표면과 표면 부근의 많은 부분을 사람이 살 [75]수 없게 만든다"고 결론지었다.이 연구는 현재의 지표면이 이전에 [67][76]생각했던 것보다 더 사람이 살 수 없다는 것을 증명하고, 방사능 수준이 상대적으로 [76][77]낮음을 보장하기 위해 최소 몇 미터 땅속을 조사해야 한다는 개념을 강화한다.

하지만, Kennda Lynch 연구원은 아날로그 환경에서 과염소산염과 과염소산염을 감소시키는 박테리아를 포함한 서식지의 첫 번째 예를 발견했다: [78]유타주 그레이트 솔트레이크 사막의 파일럿 밸리에서.그녀는 이 미생물들의 생체 신호를 연구해 왔고, 화성 퍼텐스 탐사선이 제로 [79][80]크레이터 지역에서 일치하는 생체 신호를 발견하기를 바라고 있다.

반복 경사선

RSL(Recurrent slope lineae)은 연중 국지 온도가 얼음의 융점 이상에 도달할 때 태양을 향한 경사면에서 형성된다.이 줄무늬는 봄에 자라고 늦여름에 넓어졌다가 가을에 사라진다.이것은 어떤 형태로든 액체 상태의 물을 포함하는 것을 제외하고는 다른 방식으로 모델화하기가 어렵다. 그러나 줄무늬 자체는 2차 효과로 생각되며 레골리스의 습기를 직접적으로 나타내는 것은 아니다.비록 이러한 특징들이 어떤 형태로든 액체 상태의 물과 관련이 있는 것으로 확인되었지만, 물은 생명체가 살기에는 너무 차갑거나 너무 짜다.현재 이 지역은 "불확실한 지역, 특수 지역으로 취급됨"[81][82]과 같이 잠재적으로 거주 가능한 지역으로 취급됩니다.그들은 [83][84][85][86]그 당시 흐르는 소금물과 관련이 있는 것으로 의심되었다.

물의 열역학적 이용가능성은 지구, 특히 과염색 환경에서 미생물 번식을 엄격히 제한하며, 염수 이온의 강도가 화성의 거주가능성에 대한 장벽이라는 징후가 있다.실험은 화성에서 일어나는 2가 이온의 발생으로 인해 높은 이온 강도가 "생물학적으로 이용 가능한 [87]물의 존재에도 불구하고 이러한 환경을 살 수 없게 만든다"는 것을 보여준다.

질소 고정

탄소 다음으로, 질소는 틀림없이 생명체에 필요한 가장 중요한 요소이다.따라서 질산염의 발생과 분포에 대한 문제를 해결하기 위해서는 0.1% ~ 5% 범위에 걸친 질산염의 측정이 필요하다.대기 중에 낮은 수준의 질소(N으로2 표시)가 존재하지만,[88] 이는 생물학적 통합을 위한 질소 고정을 지원하기에 충분하지 않다.질산염 형태의 질소는 식물 성장을 위한 영양소로서 그리고 화학적 과정에 사용되는 인간 탐사의 자원이 될 수 있다.지구에서 질산염은 사막 환경에서 과염소산염과 관련이 있으며, 화성에서도 마찬가지일 수 있다.질산염은 화성에서 안정적이며 고대 [89]화성의 충돌이나 화산성 플룸 번개에 의한 열충격에 의해 형성될 것으로 예상된다.

2015년 3월 24일, NASA는 큐리오시티 탐사선의 SAM 기기가 표면 침전물을 가열하여 질산염을 검출했다고 보고했습니다.질산염의 질소는 "고정" 상태이며, 이는 살아있는 유기체가 사용할 수 있는 산화 형태임을 의미합니다.이 발견은 고대 화성이 생명체가 [89][90][91]살기에 적합했을 것이라는 생각을 뒷받침한다.화성에 있는 모든 질산염은 현대적 [92]기여가 없는 유물이라고 의심된다.2017년 [92]말까지 검사한 시료에서 질산염 농도는 비검출에서 681 ± 304 mg/kg까지 다양하다.모델링에 따르면 지표면의 일시적인 응축수막은 지하 미생물이 번성할 [93]수 있는 질산염을 운반할 수 있는 낮은 깊이( (10m)로 운반해야 한다.

반대로,[94] 생명체에 필수적인 화학 영양소 중 하나인 인산염은 화성에서 쉽게 구할 수 있다.

저압

화성 표면의 거주 가능성에 대한 더 복잡한 추정은 화성 표면과 가까운 압력에서 미생물의 성장에 대해 거의 알려져 있지 않다는 사실이다.일부 팀은 일부 박테리아가 25mbar까지 세포 복제를 할 수 있다고 판단했지만, 이는 여전히 화성에서 발견된 대기압(1-14mbar [95]범위)을 상회한다.또 다른 연구에서는 우주선 조립시설에서 회수된 박테리아 26종을 선정했으며 세라티아 액상화시엔스주 ATCC 27592종만이 7mbar, 0°C, CO농축2 무독성 [95]대기에서 증식했다.

액체 물

주요 기사:화성의 물

액체 상태의 물은 인간이 알고 있는 것처럼 생명체에 필요하지만 충분하지 않은 조건이다. 거주성은 다양한 환경 [96]매개변수의 함수이기 때문이다.액체 상태의 물은 몇 분 또는 몇 [97][98]시간 동안 가장 낮은 고도를 제외하고는 화성 표면에 존재할 수 없다.액체 상태의 물은 표면 [99]자체에는 나타나지 않지만,[100][101][unreliable source?] 태양에 의해 가열된 눈 속의 먼지 입자 주변에 미량의 물이 형성될 수 있습니다.또한 지하에 있는 고대 적도 빙상은 서서히 승화되거나 녹아서 지표에서 [102][103][104][105]동굴을 통해 접근할 수 있다.

화성 - 유토피아 평원
가리비 지형은 지하 얼음의 대량 발견으로 이어졌다.
슈피리어 호수를 채울 수 있는 충분한 물(2016년 [106][107][108]11월 22일)
화성 지형
지형도

화성의 물은 거의 전적으로 물 얼음으로만 존재하며, 화성 극지방의 만년설과 더 온화한 [109][110]위도에서도 얕은 화성 표면 아래에 위치해 있다.대기 [111]중에 소량의 수증기가 존재한다.화성 표면에는 액체 상태의 물이 존재하지 않는데, 화성 표면에서의 대기압이 평균 600 파스칼(0.087psi)로 지구 평균 해수면 압력의 약 0.6%이며, 온도가 너무 낮기 때문에(210K(-63°C)가 즉시 동결되기 때문이다.그럼에도 불구하고, 약 38억 년 전,[112] 더 밀도가 높은 대기, 더 높은 온도, 그리고 넓은 [117][118][119][120][121]바다를 포함한 엄청난 양의 액체 물이 표면에 [113][114][115][116]흘렀다.

화성의 과거 수역에 대한 일련의 예술가의 개념
마르스 사우스폴
빙하수터
(2018년 7월 25일)

화성의 원시 바다가 행성의 [123]36%[122]에서 75%를 덮었을 것으로 추정되어 왔다.2016년 11월 22일, NASA는 화성의 유토피아 평원 지역에서 많은 양의 지하 얼음을 발견했다고 보고했다.검출된 물의 양은 [106][107][108]슈피리어 호수의 물의 양과 동일한 것으로 추정되었습니다.화성 사암 분석 결과, 궤도 분광 분석에서 얻은 데이터를 사용하여, 이전에 화성 표면에 존재했던 물의 염도가 지구와 비슷한 생명체를 지탱하기에는 너무 높았을 것이라는 것을 알 수 있다.Tosca 등은 그들이 연구한 지역의 화성 물이 대부분 지구 [124]생명체에게 치명적인 수준인 0.78 - 0.86의 물 활동을 한다는w 것을 발견했다.Haloarchaea는 그러나 포화점까지 [125]초염수 용액에서 살 수 있다.

2000년 6월, 현재의 액체 상태의 물이 화성 표면에 흐르고 있다는 증거가 홍수와 같은 [126][127]물줄기의 형태로 발견되었다.Mars Global Surveyor에 의해 촬영된 추가적인 유사한 이미지들이 2006년에 발표되었는데, 이것은 물이 가끔 화성 표면에 흐른다는 것을 암시한다.이 사진들은 가파른 분화구 벽과 침전물 퇴적물의 변화를 보여주며, 몇 년 전까지만 해도 물이 이곳을 통해 흐른다는 가장 강력한 증거를 제공했다.

최근의 물줄기가 액체 상태의 물에 의해 형성되었는지 여부에 대해서는 과학계에서 의견이 분분하다.어떤 사람들은 그 흐름이 단지 마른 모래 [128][129][130]흐름이었다고 주장한다.다른 사람들은 그것이 [131][132][133]표면 근처에 있는 액체 염수일 수도 있다고 주장하지만, 물의 정확한 원천과 그 움직임 뒤에 있는 메커니즘은 [134]이해되지 않는다.

2018년 7월, 과학자들은 남극 만년설 아래에서 1.5km(0.93mi) 떨어진 화성의 아빙하 호수가 발견되었고,[135][136][137][138] 화성에서 최초로 안정된 수역인 약 20km(12mi)가 옆으로 뻗어 있는 것을 보고하였다.이 호수는 마스 익스프레스 궤도선에 탑재된 MARSIS 레이더를 이용해 발견됐으며, 이 프로파일은 2012년 5월부터 2015년 [139]12월 사이에 수집됐다.호수의 중심은 193°E, 81°S로, 독특한 지형적 특성을 보이지 않지만 움푹 [135]패인 동쪽을 제외하고 높은 지대로 둘러싸여 있다.

실리카

Spirit 로버가 발견한 실리카가 풍부한 패치

2007년 5월 Spirit Rover는 작동하지 않는 휠로 지면을 교란하여 90%의 실리카가 [140]풍부한 영역을 발견했습니다.온천수나 수증기가 화산암과 접촉하는 것을 연상시키는 특징입니다.과학자들은 이것을 미생물에게 유리했을지도 모르는 과거의 환경의 증거로 간주하고, 실리카의 한 가지 가능한 기원은 [141]물이 존재하는 상태에서 화산 활동에 의해 생성된 산증기와 토양의 상호작용에 의해 만들어졌을지도 모른다는 이론을 세운다.

지구 유추에 따르면, 화성의 열수계는 유기 및 무기 생체 신호를 [142][143][144]보존할 수 있는 잠재력 때문에 매우 매력적일 것이다.이러한 이유로, 열수 퇴적물은 고대 화성 [145][146][147]생명체의 화석 증거를 찾기 위한 탐사에서 중요한 대상으로 여겨진다.

가능한 바이오 시그니처

2017년 5월, 서호주의 [148][149]필바라 크라톤에서 발견된 34억 8천만 년 된 간헐천과 다른 관련 광물 퇴적물(흔히 온천과 간헐천 주변에서 발견됨)에서 지구상의 가장 오래된 알려진 생명체의 증거가 발견되었을지도 모른다.이러한 발견들은 [148][149]화성에서 생명체의 초기 징후를 찾는 데 가장 적합한 곳을 결정하는데 도움이 될 수 있다.

메탄

주요 기사:화성의 메탄

메탄(CH)은4 화성의 현재 산화 대기에서 화학적으로 불안정하다.그것은 태양의 자외선과 다른 가스와의 화학 반응으로 인해 빠르게 분해될 것이다.따라서 대기 중에 메탄이 지속적으로 존재하는 것은 가스를 지속적으로 보충할 수 있는 공급원의 존재를 의미할 수 있습니다.

미량의 메탄은 [150][151]2003년 NASA 고다드 우주 비행 센터의 팀에 의해 화성 대기에서 처음 보고되었다.2003년과 2006년에 실시된 관측에서는 메탄이 국지적으로 농축되어 계절에 [152]따라 크게 차이가 측정되었다.2018년 6월 7일, NASA는 [15][153][47][48][154][155][156][46]화성의 메탄 수치의 계절적 변화를 감지했다고 발표했다.

2016년 3월 발사된 엑소마스 미량가스궤도선(TGO)은 2018년 4월 21일 대기 [157][158]중 메탄 농도와 공급원, 포름알데히드, 메탄올 등 분해 생성물을 지도화하기 위해 발사됐다.2019년 5월 현재, 미량 가스 궤도선에 따르면 메탄 농도는 검출 가능한 수준(< 0.05ppbv)[159][160] 미만이다.

호기심은 대기 중 메탄의 계절적 변화를 감지했다.

화성 메탄 발생의 주요 후보로는 물-바위 반응, 물의 방사 분해,[161] 황철산염 생성과 같은 비생물학적 과정이 있으며, 이 모든 과정들은 CO2 및 CO와의 피셔-트롭쉬 합성을 통해 메탄과 기타 탄화수소를 생성할 수 있는 H를2 생산한다.또한 메탄은 [162]물, 이산화탄소, 그리고 화성에서 흔한 것으로 알려진 미네랄 올리빈과 관련된 과정에 의해 생성될 수 있다는 것이 증명되었다.독사화와 같은 메탄의 지질학적 원천은 가능하지만, 현재의 화산 활동, 열수 활동 또는 핫스팟의[163] 부족은 지질학적 메탄에 적합하지 않다.

메타노겐과 같은 살아있는 미생물이 또 다른 가능한 원천이지만 큐리오시티 [167]탐사선에 의해 메탄이 검출된 2019년 6월까지 [164][165][166]화성에서 그러한 유기체의 존재에 대한 증거는 발견되지 않았다.메타노겐은 산소나 유기 영양소를 필요로 하지 않고, 비광합성이며, 에너지원으로 수소를 사용하고 탄소원으로 이산화탄소(CO2)를 사용하므로 [168]화성의 지표면 아래 환경에서도 존재할 수 있다.만약 미세한 화성 생명체가 메탄을 생산하고 있다면, 메탄은 액체 상태의 물이 [169]존재할 만큼 충분히 따뜻한 지표면 훨씬 아래에 존재할 것이다.

2003년 대기 중 메탄이 발견된 이후, 일부 과학자들은 시뮬레이션된 화성 토양에서 메타노겐 박테리아 성장을 테스트하는 모델과 시험관내 실험을 고안해 왔으며, 테스트된 네 개의 메타노겐 변종 모두 1.0 중량%[170]의 과염소산염이 존재하는 상황에서도 상당한 수준의 메탄을 생산했다.

레빈이 이끄는 팀은 메탄 생성과 분해라는 두 현상 모두 메탄 생성과 메탄을 소비하는 미생물의 [171][172]생태에 의해 설명될 수 있다고 제안했다.

여름철 화성의 북반구 대기 중 메탄 분포

2015년 6월에 발표된 아칸소 대학의 연구는 일부 메타노겐이 화성의 저기압에서 살아남을 수 있다는 것을 시사했다.레베카 미콜은 그녀의 실험실에서 4종의 메타노겐이 화성의 지표면 아래 액체 대수층과 비슷한 저압 조건에서도 살아남았다는 것을 발견했다.그녀가 검사한 4종은 메타노박터 울페이, 메타노사르시나 바케리, 메타노박터리움 포미컴,[168] 메타노박터 마리팔루디스였다.2012년 6월, 과학자들은 화성의 수소와 메탄 농도의 비율을 측정하는 것이 [164][165]화성에 생명체가 존재할 가능성을 결정하는 데 도움을 줄 수 있다고 보고했다.과학자들에 따르면, "낮은24 H/CH 비율(약 40개 미만)"은 "생명체가 존재하고 [164]활동적인 것 같다"는 것을 나타낼 것이다.화성 대기 하층부에서 관측된 비율은 "약 10배" 더 높았고, 이는 생물학적 과정이 관측된4 CH의 원인이 아닐 수 있음을 시사한다.[164]과학자들은 보다 정확한 평가를 위해 화성 표면에서 H와 CH4 플럭스를2 측정할 것을 제안했다.다른 과학자들은 최근 외계 [173][174]대기에서 수소와 메탄을 검출하는 방법을 보고했다.

탐사선 임무에서 극미량의 화성 생명체가 메탄의 계절적 공급원이라고 판단하더라도 생명체는 탐사선의 도달 범위 [175]밖인 지표면 훨씬 아래에 존재할 것입니다.

포름알데히드

2005년 2월 유럽우주국(EPA)의 마스 익스프레스 오비터의 행성 푸리에 분광계(PFS)가 화성 대기에서 포름알데히드의 흔적을 발견했다고 발표했다.PFS의 책임자인 Vittorio Formisano는 포름알데히드가 메탄 산화의 부산물일 수 있으며 그에 따르면 화성이 지질학적으로 매우 활발하거나 미생물 [176][177]군락을 가지고 있다는 증거를 제공할 것이라고 추측했다.NASA 과학자들은 예비 발견이 후속 조치를 취할 가치가 있다고 생각하면서도 [178][179]생명체가 존재한다는 주장도 부인했다.

바이킹 착륙선의 생물학적 실험

주요 기사:바이킹 우주선의 생체 실험

1970년대 바이킹 프로그램은 화성 표면에 두 개의 동일한 착륙선을 배치하여 표면에서 미생물의 생체 신호를 찾는 임무를 수행했다.각 바이킹 착륙선에 의해 수행된 4개의 실험 중, 오직 '라벨 방출'(LR) 실험만이 신진대사에 양성 반응을 보였고, 나머지 3개는 유기 화합물을 검출하지 못했다.LR은 화성에서 생명체가 존재할 가능성에 관한 이론의 좁게 정의된 중요한 측면만을 테스트하기 위해 고안된 특정한 실험이었다. 따라서, 전체적인 결과는 [22]결론에 이르지 못했다.어떤 화성 착륙선도 생체 분자나 생체 시그니처의 의미 있는 흔적을 발견하지 못했다.화성에 존재하는 미생물이 존재한다는 주장은 바이킹 착륙선에 의해 수집된 오래된 데이터에 기초하고 있으며, 현재는 주로 길버트 레빈과 [180][181]조셉 D에 의해 생명체의 충분한 증거로 재해석되었다.밀러,[182] 나바로,[183] 조르지오 비앙시아디, 패트리샤 앤 스트라트 [184]등 바이킹 LR 실험에서 화성에 존재하는 미생물이 검출됐다.

라파엘 나바로[185][186][187][188] 곤잘레스가 2010년 12월에 발표한 평가에 따르면 바이킹 1호와 바이킹 2호가 분석한 토양에 유기 화합물이 존재할 수 있었다.이 연구는 2008년 피닉스[189][190] 착륙선에 의해 발견된 과염소산염이 가열될 때 유기화합물을 파괴할 수 있으며, 두 바이킹 착륙선이 화성에서 같은 실험을 했을 때 발견한 것과 동일한 염소화합물인 클로로메탄과 디클로로메탄을 부산물로 생산할 수 있다는 것을 알아냈다.과염소산염은 화성의 유기물을 분해했을 것이기 때문에, 바이킹이 유기 화합물을 발견했는지 여부에 대한 의문은 여전히 열려 [191][192]있다.

라벨 부착 증거들은 처음에는 일반적으로 받아들여지지 않았고, 오늘날까지 [193]과학계의 합의가 부족하다.

운석

2018년 현재, 224개의 알려진 화성 운석이 있다(그 중 일부는 여러 [194]조각에서 발견되었다).이것들은 지구에 있는 실험실에서 사용할 수 있는 화성의 유일한 물리적 샘플이기 때문에 가치가 있다.일부 연구자들은 ALH84001에서 발견된 미세한 형태학적 특징들이 생체모형이라고 주장했지만, 이 해석은 매우 논란이 많았으며 [195]이 분야의 연구자들 대다수가 지지하지 않았다.

육지 지질 표본 내 전생인식을 위한 7가지 기준이 확립되었다.이러한 기준은 다음과 같습니다.[195]

  1. 샘플의 지질학적 맥락이 전생과 양립할 수 있는가?
  2. 시료의 나이와 지층학적 위치가 생명체와 호환됩니까?
  3. 샘플에 세포 형태와 집락의 증거가 포함되어 있습니까?
  4. 화학 물질이나 미네랄의 불균형을 나타내는 바이오미네랄의 증거가 있습니까?
  5. 생물학 특유의 안정적인 동위원소 패턴의 증거가 있는가?
  6. 유기 바이오마커가 있나요?
  7. 이 기능은 샘플 고유의 것입니까?

지질 표본에서 전생에 대한 일반적인 수용을 위해서는 기본적으로 이러한 기준의 대부분 또는 모두를 충족해야 한다.화성의 어떤 [195]샘플도 아직 7가지 기준을 충족하지 못했다.

ALH84001

전자현미경으로 운석 파편 ALH84001의 박테리아 구조를 알 수 있다.

1996년, 지금까지 발견된 대부분의 화성 운석보다 훨씬 오래된 표본인 화성 운석 ALH84001은 데이비드 S가 이끄는 NASA 과학자 그룹이 상당한 관심을 받았다. 맥케이는 먼 과거에 화성 박테리아를 숙주했던 암석에 의해 가장 잘 설명된다고 생각되는 미세한 특징과 지구 화학적 이상 현상을 보고했다.이러한 특징들 중 일부는 알려진 어떤 형태의 생명체보다 훨씬 작다는 점을 제외하고는 육지 박테리아와 비슷했다.이 주장에 대해 많은 논란이 일어났고, 궁극적으로 맥케이의 팀이 생명체의 증거로 인용한 모든 증거는 비생물학적 과정에 의해 설명될 수 있는 것으로 밝혀졌다.비록 과학계는 ALH 84001이 고대 화성 생명체의 증거를 포함하고 있다는 주장을 대부분 부인하고 있지만, 이와 관련된 논란은 이제 외생물학의 [196][197]발전에 역사적으로 중요한 순간으로 여겨지고 있다.

나클라 운석

나클라

나클라 운석은 1911년 6월 28일 이집트 [198][199]알렉산드리아의 나클라 지역에 떨어졌다.

1998년, 나사의 존슨 우주 센터의 팀은 분석을 위해 작은 샘플을 얻었다.연구자들은 지구상의 화석화된 나노박테리아와 일치하는 크기와 모양의 지구상의 수성 변화 단계와 물체를[200] 발견했다.2000년에 가스 크로마토그래피와 질량분석(GC-MS)을 이용한 분석에서 고분자 다환 방향족 탄화수소를 연구했고, NASA 과학자들은 나클라에 있는 유기 화합물의 75%가 "최근 지상 오염이 아닐 [195][201]수 있다"고 결론지었다.

이것은 이 운석에 대한 추가적인 관심을 불러일으켰고, 그래서 2006년, 나사는 런던 자연사 박물관으로부터 추가적이고 더 큰 샘플을 얻는 데 성공했다.이 두 번째 샘플에서는 큰 수지상 탄소 함량이 관찰되었다.2006년에 결과와 증거가 발표되었을 때, 일부 독립 연구자들은 탄소 퇴적물이 생물학적 기원이었다고 주장했다.탄소는 우주에서 네 번째로 풍부한 원소이기 때문에, 신기한 패턴에서 탄소를 발견하는 것은 생물학적 [202][203]기원을 나타내거나 암시하지 않는다고 언급되었다.

셔고티

4킬로그램 (8.8파운드) 화성 운석인 샤르고티 운석은 1865년 8월 25일 인도 샤르고티 지구에 떨어졌고 목격자들에 의해 거의 [204]즉시 회수되었다.그것은 대부분 화약으로 구성되어 있으며 수 세기 동안 지구전 수성 변화를 겪었던 것으로 생각된다.내부에는 바이오필름의 잔존물과 그 관련 미생물 [195]군집이 있음을 시사한다.

야마토 000593

야마토 000593은 지구에서 발견된 두 번째로 큰 화성 운석이다.연구에 따르면 화성 운석은 약 13억 년 전에 화성의 용암 흐름에서 형성되었다고 한다.약 1200만 년 전에 화성에 충돌이 발생하여 화성 표면에서 우주로 운석을 분출했다.이 운석은 약 50,000년 전에 남극의 지구에 착륙했다.운석의 질량은 13.7kg(30파운드)으로 과거 물의 [205][206][207]이동 흔적을 담고 있는 것으로 밝혀졌다.미세한 수준에서, 구들은 그러한 구가 없는 주변 지역에 비해 탄소가 풍부한 운석 안에서 발견됩니다.NASA [205][206][207]과학자들에 따르면 탄소가 풍부한 구들은 생물 활동에 의해 형성되었을지도 모른다.

이치노포실 구조

생물-기질 상호작용과 그 생성물은 생물학적 [208]행동의 직접적인 증거를 나타내기 때문에 지구의 중요한 생물 시그니처이다.지구 생명체 초기 역사에서 생물 활동을 드러낸 것은 생물-기질 상호작용(이치노포스실) 화석화된 산물의 회복이었다. 예를 들어, 원생대 굴, 시생대 미세보링, 스트로마톨라이트 [209][210][211][212][213][214]등이 그것이다.두 개의 주요 이크노포실 같은 구조물이 화성에서 보고되었다. 즉, 베라 루빈 능선의 막대기 같은 구조물과 화성 운석으로부터의 미세 터널이다.

화성 우주 연구소 탐사선 큐리오시티가 베라 루빈 능선에서 관측한 바에 따르면 게일 크레이터 내의 플루비오 라쿠스트린 환경에 퇴적된 퇴적암에 밀리미터의 가늘고 긴 구조물이 보존되어 있습니다.형태측정학 및 위상학 데이터는 화성 지질학적 특징 중 막대기 같은 구조에서 독특하며, 이크노포실이 이러한 독특한 [215]특징의 가장 가까운 형태학적 유사점 중 하나임을 보여준다.그럼에도 불구하고, 이용 가능한 데이터는 퇴적 균열과 구조의 유전적 과정으로서의 증발 결정 성장이라는 두 가지 주요 비생물 가설을 완전히 반증할 수는 없다.

화성의 운석으로부터 마이크로 터널이 설명되었다.탄소가 풍부한 영역을 포함할 수 있는 직선부터 곡선까지의 마이크로 터널로 구성됩니다.구부러진 미세 터널의 형태는 현무암 [216][217][214]안경에서 관찰된 미세 분열 흔적을 포함하여 지구상의 생물 발생 흔적과 일치합니다.생물유전성을 확인하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다.

간헐천

주요 기사:화성의 간헐천
화성의 간헐천에서 모래를 가득 실은 제트기가 분출하는 모습을 보여주는 아티스트의 컨셉.
차가운 간헐천 분출에 의해 생성된 어두운 모래 언덕의 폐쇄.

남부 만년설의 계절적 서리와 해동 때문에 햇빛에 의해 1미터 두께의 얼음에 거미와 같은 방사형 수로가 형성된다.그런 다음, 승화된 CO2(아마도 물)는 내부 압력을 증가시켜 종종 어두운 현무암 모래나 [218][219][220][221]진흙과 혼합된 차가운 액체의 간헐천 같은 분출을 일으킨다.이 과정은 며칠, 몇 주 또는 몇 달 사이에 일어나는 것으로 관찰되며 지질학에서 특히 [222]화성에서 상당히 이례적인 증가율을 보이고 있습니다.

헝가리 과학자 팀은 간헐천들의 가장 눈에 띄는 특징인 어두운 모래 언덕 지점과 거미 통로들이 만년설 아래에서 겨울을 나는 광합성 화성 미생물의 군락일 수 있다고 제안하고, 이른 봄 동안 햇빛이 극으로 돌아오면, 빛은 얼음을 투과하고, 미생물은 광합성을 하고 열을 가합니다.가까운 환경보통 얇은 화성 대기에서 즉시 증발하는 액체 상태의 물이 얼음에 의해 그들 주위에 갇혀 있다.이 얼음층이 얇아지면서, 미생물은 회색빛을 통해.그 층이 완전히 녹으면, 미생물은 빠르게 건조되고 회색의 [223][224][225]황색으로 둘러싸인 검은색으로 변한다.헝가리 과학자들은 복잡한 승화 과정조차 [226][227]시공간에서 어두운 모래언덕의 형성과 진화를 설명하기에 충분하지 않다고 믿고 있다.그들의 발견 이후, 소설 작가 Arthur C. 클라크는 이러한 형성을 우주생물학적 [228]관점에서 연구할 가치가 있다고 홍보했다.

유럽의 한 다국적 팀은 매년 해동 주기 동안 거미의 통로에 액체 상태의 물이 존재한다면, 그들이 태양 [229]복사로부터 보호받으면서 특정한 미세한 생명체들이 후퇴하고 적응할 수 있는 틈새를 제공할 수 있을 것이라고 제안했습니다.영국의 한 팀은 또한 유기물, 미생물, 또는 심지어 단순한 식물들이 이러한 무기물들과 공존할 가능성을 고려하는데, 특히 그 메커니즘이 액체 물과 지열 에너지원을 포함하고 있다면 [222]더욱 그러하다.그들은 또한 대부분의 지질 구조가 유기적인 "화성 생명체" [222]가설을 제기하지 않고 설명될 수 있다고 말한다.간헐천을 [230]가까이서 연구하기 위해 화성 간헐천 호퍼 착륙선을 개발하는 것이 제안되었다.

전방 오염

추가 정보: 행성 보호 및 행성 간 오염

화성에 대한 행성 보호는 [231]행성의 생물학적 오염을 막는 것을 목표로 한다.주요 목표는 인간이 야기한 미생물 유입을 방지함으로써 자연 과정의 행성 기록을 보존하는 것이다. 이는 전방 오염이라고도 불린다.오랜 기간 동안 서로 고립되어 있던 지구상의 유기체가 서로의 환경으로 유입될 때 어떤 일이 일어날 수 있는지에 대한 충분한 증거가 있다.한 환경에서 제약된 종은 다른 환경에서 번식할 수 있으며 종종 통제 불능이 될 수 있습니다. 원래 존재했던 종에 큰 피해를 입힐 수 있습니다.어떤 면에서, 만약 한 행성의 생명체가 다른 [232]세계의 완전히 외계 생태계에 도입된다면, 이 문제는 더 복잡해질 수 있다.

화성을 오염시키는 하드웨어의 가장 큰 우려는 최선의 [26][233]노력에도 불구하고 일부 내구성 있는 육생 박테리아(외부 동물)에 대한 불완전한 우주선 살균에서 비롯된다.하드웨어에는 착륙선, 추락 프로브, 하드웨어의 종료 처분 및 진입, 하강 및 착륙 시스템의 경착륙이 포함됩니다.이에 따라 다이노코커스 방사두란스 종과 브레분디모나스속, 로도코커스속, 슈도모나스속 등 화성 환경에서의 [234]내방사선 미생물의 생존율 연구가 가속화되고 있다.이러한 실험 조사 실험 중 하나와 이전의 방사선 모델링의 결과는 Brevundimonas sp를 나타낸다.화성 먼지의 깊이가 30cm에 불과한 MV.7은 10만명의 인구 감소를 [234]겪기6 전까지 우주 방사선을 최대 10만년 동안 생존할 수 있었다.온도와 상대 습도의 화성 같은 일주 주기는 데이노코커스 방사듀란스 세포의 생존 능력에 상당히 [235]심각한 영향을 미쳤다.다른 시뮬레이션에서 Deinoccus radiodurans는 또한 낮은 대기압, 0°C 이하 또는 산소 [236]부족 상태에서 성장하지 못했다.

모의 화성 조건에서의 생존

1950년대 이후, 연구원들은 화성에 있는 다양한 생명체들의 생존 가능성을 결정하기 위해 화성의 환경 조건을 시뮬레이션하는 용기를 사용해 왔다."화성 항아리" 또는 "화성 시뮬레이션 챔버"라고 불리는 이러한 장치는 휴버투스 스트루골드에 의해 1950년대 미 공군의 연구에서 처음 설명되고 사용되었으며, 조슈아 레더버그와 [237]칼 세이건에 의해 민간 연구에서 대중화되었다.

2012년 4월 26일, 과학자들은 독일 항공우주센터(DLR)[238][239][240][241][242][243]가 관리하는 화성 시뮬레이션 연구소(MSL)의 화성 조건에서 34일의 시뮬레이션 시간 내에 극호성 지의류가 생존하여 광합성 활동의 적응 능력에 대한 놀라운 결과를 보였다고 보고했다.환경에서 살아남는 능력은 동일한 환경에서 번영, 재생산 및 진화하는 능력과 같지 않기 때문에 [27][26]더 많은 연구가 필요합니다.

비록 많은 연구들이 화성 조건 중 일부에 대한 내성을 지적하고 있지만, 그들은 따로따로 그렇게 하고, 온도, 압력, 대기 조성, 방사선, 습도, 산화 레골리스, 그리고 다른 모든 것을 동시에 그리고 조합하여 [244]고려한 사람은 아무도 없다.실험실 시뮬레이션에 따르면 여러 가지 치사 요인이 결합될 때마다 생존율이 빠르게 [27]떨어집니다.

물의 염도와 온도

NASA의 지원을 받는 우주생물학자들은 저온에서 [245]염분 농도가 높은 용액에서 미생물 생물의 한계를 연구하고 있다.극지방의 만년설이나 지하에 있는 액체 상태의 물은 높은 정수압 하에서 존재할 가능성이 높으며 염분 농도가 상당히 높습니다.이들은 피닉스호의 착륙 지점이 얼음과 소금으로 굳어진 레골리스로 확인됐으며 토양 샘플에는 황산마그네슘, 과염소산마그네슘, 과염소산나트륨, 염화나트륨,[245][246][247] 탄산칼슘 등이 포함돼 있을 것으로 보고 있다.할로필(halophil) 또는 "소금 애호자"라고 불리는 고도로 소금에 절인 용액의 존재 하에서 성장과 번식이 가능한 지구 박테리아는 화성에서 일반적으로 발견되는 염분을 사용하여 낮은 [245]온도에서 생존을 위해 테스트되었다.테스트된 종은 할로모나스, 마리노코커스, 네스테렌코니아, 그리고 버기바실루스입니다.[245]실험실 시뮬레이션할 때마다 여러 화성의 환경적 요인이 결합되면 생존율 하지만, 호염 세균 박테리아 물 해결책의 실험실에 염류 화성에 공동의 25%를, 그리고 2019년에 시작하는 실험을 낮은 온도, 소금, 그리고 hig에 노출되는 것을 통합할 키워 졌다 quickly,[27]에서 급강하했다는 것을 보여 준다.hp재확인을 [245]합니다.

미션

화성 2호

주요 기사:화성 계획

Mars-1은 1962년 [248]화성으로 발사된 최초의 우주선이었지만, 화성으로 가는 도중에 통신이 두절되었다.1971-1972년 화성-2호와 화성-3호에서는 지표면의 암석의 성질과 토양 표면 밀도의 고도 프로파일, 열전도율, 화성 표면에서 검출된 열 이상에 대한 정보를 얻었다.이 프로그램에 따르면 북극 캡의 온도는 -110°C(-166°F) 미만이며 화성 대기 중 수증기 함량은 지구보다 5000배 적은 것으로 나타났다.생명체의 흔적은 [249]발견되지 않았다.

마리너 4

주요 기사:마리너 4
1965년 Mariner 4가 본 Mariner 크레이터.이와 같은 사진들은 화성이 어떤 종류의 생명체가 살기에는 너무 건조하다는 것을 암시한다.
바이킹 궤도선이 본 유선형 섬들은 화성에서 큰 홍수가 발생했음을 보여주었다.이미지는 Lunae Palus 사각지대에 있습니다.

Mariner 4 탐사선은 1965년 화성 표면의 첫 번째 사진을 돌려주며 화성 근접 비행에 성공했다.그 사진들은 강, 바다, 생명체의 흔적도 없는 건조한 화성을 보여주었다.게다가 표면(적어도 촬영한 부분)이 크레이터로 덮여 있다는 것은 지난 40억 년 동안 판구조론의 부재와 어떤 종류의 풍화 현상도 없었다는 것을 보여준다.탐사선은 또한 화성에 생명을 위협하는 우주 광선으로부터 화성을 보호할 수 있는 지구 자기장이 없다는 것을 발견했다.탐사선은 행성의 대기압을 약 0.6kPa(지구 101.3kPa와 비교)로 계산할 수 있었는데, 이는 행성 [22]표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 없다는 것을 의미한다.Mariner 4 이후, 화성에서의 생명체의 탐구는 다세포 유기체가 아닌 박테리아와 유사한 유기체의 탐구로 바뀌었다.[22][250][251] 왜냐하면 환경이 그들에게 너무 혹독했기 때문이다.

바이킹 궤도선

주요 기사:바이킹 프로그램

액체 상태의 물은 알려진 생명체와 신진대사에 필요하기 때문에 화성에 물이 존재했다면 생명체를 지탱했을 가능성이 결정적 요인이었을 수 있다.바이킹의 궤도 탐사선들은 많은 지역에서 가능한 강 계곡의 증거를 발견했고, 침식, 남반구에서는 갈라진 [252][253][254]개울을 발견했다.

바이킹의 생물 실험

주요 기사:바이킹의 생물 실험

1970년대 중반 바이킹 탐사선의 주요 임무는 화성 토양에서 미생물을 탐지하기 위한 실험을 하는 것이었다. 왜냐하면 화성에서 [255]다세포 유기체의 진화에 유리한 조건이 약 40억 년 전에 중단되었기 때문이다.이 실험은 지구에서 발견된 것과 유사한 미생물을 찾기 위해 고안되었다.네 가지 실험 중 LR(Labeled Release) 실험만 양성 결과를 [dubious – discuss]보여 토양이 물과 영양소에 처음 노출되었을 때 CO 생산량이 증가했음을2 보여주었다.모든 과학자들은 바이킹호의 임무에서 나온 두 가지 점에 대해 동의한다: 방사성 라벨이 부착된2 CO는 라벨 부착 실험에서 진화되었고, GCMS는 유기 분자를 검출하지 않았다.이러한 결과가 무엇을 의미하는지에는 매우 다른 해석이 있다: 2011년 우주생물학 교과서는 GCMS가 "대부분의 바이킹 과학자들에게 있어, 마지막 결론은 바이킹 임무가 화성 [256]토양에서 생명체를 발견하는 데 실패했다는 것이다."라고 언급하고 있다.

Norman Horowitz는 1965년부터 1976년까지 Mariner와 Viking 임무의 Jet Propulation Laboratory 생명과학 부문의 책임자였다.호로위츠는 탄소 원자의 다용도는 탄소 원자가 다른 [257]행성의 생명체 생존 문제에 대한 해결책을 제공할 가능성이 가장 높은 요소라고 생각했다.하지만, 그는 또한 화성에서 발견된 조건들이 탄소 기반의 생명체와 양립할 수 없다고 생각했다.

라벨 부착 실험의 디자이너 중 한 명인 길버트 레빈은 그의 결과가 [22]화성에서 생명체를 위한 결정적인 진단이라고 믿고 있다.레빈의 해석은 많은 [258]과학자들에 의해 논란이 되고 있다.2006년 우주생물학 교과서는 "그러나 살균되지 않은 육지 샘플의 경우, 초기 배양 후 더 많은 영양소를 첨가하면 휴면 박테리아가 새로운 양의 음식을 소비하기 위해 활동하기 때문에 더 많은 방사능 가스를 생산할 수 있다"고 언급했다.화성 토양에서는 그렇지 않았습니다.화성에서는 두 번째와 세 번째 영양소 주입으로 라벨이 부착된 가스가 [259]더 이상 방출되지 않았습니다."다른 과학자들은 토양의 초산화물이 생명체가 존재하지 [260]않아도 이러한 효과를 낼 수 있었다고 주장한다.천연 유기물을 식별하도록 설계된 가스 크로마토그래프 및 질량 분석기가 유기 [180]분자를 검출하지 못했기 때문에, 거의 일반적인 합의는 Labeled Release 데이터를 생명체의 증거로 폐기했습니다.최근에는 큐리오시티 [261][262]탐사선이 분석한 '컴벌랜드'라는 암석 중 하나에서 시추한 분말에서 유기화학물질, 특히 클로로벤젠이 검출됐다.생명에 관한 바이킹 임무의 결과는 일반 전문가 커뮤니티에 의해 [22][260][263]결정적이지 않은 것으로 간주됩니다.

2007년 카네기 연구소(미국 워싱턴 DC)의 지구물리연구소 세미나에서 길버트 레빈의 조사가 다시 [180]평가되었다.Levin은 여전히 양성 및 음성 대조군 실험이 순서대로 [184]진행되었기 때문에 원래 데이터가 정확했다고 주장합니다.게다가 2012년 4월 12일, Levin의 팀은, 「화성에 미생물이 살고 있다」[184][264]의 증거를 제시할 가능성이 있는, 오래된 데이터(클러스터 분석을 통해 수학적으로 재해석)에 근거해, 통계적으로 추측을 보고했습니다.비평가들은 이 방법이 아직 지구상의 생물학적 과정과 비생물학적 과정을 구별하는 데 효과가 있는 것으로 입증되지 않았기 때문에 어떤 [265]결론을 내리는 것은 시기상조라고 반박한다.

라파엘 나바로 곤잘레스가 이끄는 멕시코 국립자치대학 연구팀은 바이킹호가 유기분자를 찾기 위해 사용한 GCMS 장비(TV-GC-MS)가 낮은 수준의 유기물질을 [188]검출할 만큼 민감하지 않을 수 있다고 결론지었다.바이킹에 대한 GCMS 실험의 수석 연구자인 클라우스 비만은 [266]반박을 썼다.샘플 취급이 단순하기 때문에 TV-GC-MS는 여전히 미래의 화성 미션에서 유기 검출을 위한 표준 방법으로 간주되고 있기 때문에 나바로-곤잘레스는 화성의 미래 유기 기기 설계에 다른 [188]검출 방법을 포함해야 한다고 제안한다.

피닉스호가 화성에서 과염소산염을 발견한 후, 실질적으로 같은 나바로 곤잘레즈 팀은 바이킹 GCMS 결과가 과염소산염의 [267]존재로 인해 손상되었다고 주장하는 논문을 발표했다.2011년 우주생물학 교과서는 "과염소산염은 LR 결과를 재현하기에는 너무 나쁜 산화제이지만 (과염소산염의 조건하에서는 유기물을 산화시키지 않는다) 바이킹 GCMS [268]실험에 사용된 더 높은 온도에서 유기물을 산화시켜 파괴한다"고 언급하고 있다.Biemann은 [269]이 Navarro-Gonzallez 논문에 비판적인 논평을 썼고, 후자는 이에 [270]대해 답변했다. 교환은 2011년 12월에 발행되었다.

피닉스 랜더, 2008년

주요 기사:피닉스 (우주선)
아티스트의 피닉스 우주선 컨셉

피닉스호는 2008년 5월 25일 화성 극지에 로봇 우주선을 착륙시켜 2008년 11월 10일까지 운행했다.이 임무의 두 가지 주요 목표 중 하나는 미생물이 존재할 수 있는 화성 레골리스에서 "거주 가능 구역"을 찾는 것이고, 다른 주요 목표는 화성 물의 지질학적 역사를 연구하는 것이다.착륙선은 2.5미터의 로봇 팔을 가지고 있으며, 레골리스에 얕은 참호를 파낼 수 있다.레골리스 내의 이온과 화성의 항산화물질의 양과 종류를 분석하는 전기화학 실험이 있었다.바이킹 프로그램 자료는 위도에 따라 화성의 산화제가 달라질 수 있다는 것을 보여주며, 바이킹 2호가 더 북쪽에서 바이킹 1호보다 적은 산화제를 보았다는 점에 주목했다.피닉스는 여전히 [271]북쪽으로 착륙했다.피닉스의 예비 데이터는 화성의 토양에 과염소산염이 함유되어 있어서, 이전에 [272][273][190]생각했던 것만큼 생명체가 살기에 적합하지 않을 수도 있다는 것을 밝혀냈다.pH와 염도는 생물학적인 관점에서 양성으로 간주되었다.분석가는 또한 결합된 물과 [274]CO의2 존재를 나타냈다.화성 운석 EETA79001에 대한 최근 분석 결과, 화성에서 기원한 것으로 보이는 0.6ppm4− ClO, 1.4ppm3− ClO, 16ppm3− NO가 발견되었습니다.ClO는3− Cl의 UV 산화와 ClO의4− X선 방사 분해에 의해 생성된 ClO2− 또는 ClO와 같은 다른 고도로 산화되는 옥시염소의 존재를 시사한다.따라서 높은 내화성 및/또는 잘 보호되는(표면 아래) 유기물만 [275]살아남을 가능성이 높습니다.게다가, Phoenix WCL의 최근 분석은 Phoenix 토양의 Ca(ClO4)2가 아마도 600년 동안 어떠한 형태의 액체 물과도 상호작용하지 않았다는 것을 보여주었다.만약 그렇다면 액체 물과 접촉하는 고용성 Ca(ClO4)2는 CaSO만을4 형성했을 것이다.이는 액체 상태의 물의 [276]상호작용이 최소화되거나 전혀 없는 심각한 건조 환경을 시사한다.

큐리오시티 로버 자화상

화성과학연구소

주요 기사:화성과학연구소, 큐리오시티로버 및 화성과학연구소 연대표

Mars Science Laboratory 미션은 2011년 11월 26일 발사된 NASA의 프로젝트로, 핵추진 로봇인 큐리오시티 탐사선은 [277][278]화성의 과거와 현재의 거주 가능 상태를 평가하도록 설계된 장비를 가지고 있다.큐리오시티 탐사선은 아이올리스 몬스 근처 게일 크레이터에 있는 아이올리스 팔러스에 착륙했다.2012년 [283][284][285]8월 6일 샤프 [279][280][281][282]산).

2014년 12월 16일, NASA는 큐리오시티 탐사선이 화성 대기의 메탄 양에서 "10배 급상승"을 감지했다고 보고했다."20개월 동안 12회" 표본 측정 결과, 2013년 말과 2014년 초에 평균 "대기 중 메탄 10억분의 7"이 증가했다.그 전과 후의 판독치는 평균 그 [261][262]레벨의 10분의 1 정도였습니다.또한 큐리오시티 [261][262]탐사선이 분석한 암석 중 하나인 "컴벌랜드"에서 시추된 분말에서 낮은 수준의 클로로벤젠(CHCl
6
5)이 검출되었다.

화성 대기 중 메탄 측정값
큐리오시티 로버(2012년 8월~2014년 9월)에 의해 제작되었습니다.
화성의 메탄(CH4) – 잠재적 발생원 및 흡수원.
화성 암석의 유기 화합물 비교 – 클로로벤젠 수치는 "컴벌랜드" 암석 샘플에서 훨씬 더 높았다.
"컴벌랜드" 암석 샘플에서 유기 화합물 검출
"컴벌랜드" [286]암석의 화성(SAM)에서의 샘플 분석.

화성 2020

주요 기사:화성 2020

Mars 2020 탐사선은 NASA가 2020년 7월 30일 발사한 화성 탐사선 임무이다.그것은 화성에서 우주 생물학적으로 관련된 고대 환경을 조사하고, 과거의 거주 가능성과 접근 가능한 지질 [287]물질 내의 생체 시그니처의 보존 가능성을 평가하는 것을 포함하여 지표 지질학적 과정과 역사를 조사하기 위한 것이다.

미래 우주생물학 미션

  • ExoMars는 2016년과 [288]2020년에 발사하기 위해 유럽우주국(ESA)과 러시아 연방우주국에 의해 현재 개발 중인 유럽 주도의 다중 우주선 프로그램이다.그것의 주된 과학적 임무는 과거든 현재든 화성에서 가능한 생물 신호를 찾는 것이다.2m(6.6ft) 코어 드릴이 있는 탐사선은 액체 상태의 물이 발견될 수 있는 표면 아래의 다양한 깊이를 샘플링하기 위해 사용될 것이며, 미생물이나 유기 생체 시그니처가 우주 [41]방사선에 생존할 수 있는 곳을 샘플링할 것입니다.
  • 화성 샘플 반환 임무 – 제안된 최고의 생명체 탐지 실험은 화성에서 채취한 토양 샘플을 지구상에서 검사하는 것입니다.그러나 화성에서 지구로 이동하는 수개월 동안 생명 유지 장치를 제공하고 유지하는 것의 어려움은 해결해야 할 문제로 남아 있다.아직 알려지지 않은 환경 및 영양 요구 사항을 제공하는 것은 벅찬 일이기 때문에 "배양 기반 접근법과 달리 탄소 기반 유기 [289]화합물을 조사하는 것이 반환된 샘플에서 잠재적인 생명 징후를 찾기 위한 보다 생산적인 접근법 중 하나가 될 것"이라고 결론지었다.

화성의 인간 식민지화

주요 기사:화성 식민지화

화성을 식민지로 만든 주된 이유들 중 몇 가지는 경제적 이익, 로봇 탐사선이 아닌 인간이 가장 잘 수행하는 장기적 과학 연구, 그리고 순수한 호기심이다.화성의 표면 조건과 물의 존재는 화성이 지구를 제외하고 태양계에서 가장 살기 좋은 행성이라고 할 수 있다.화성의 인간 식민지화에는 현장 자원 활용(ISRU)이 필요합니다.NASA 보고서에 따르면 "적용 가능한 프런티어 테크놀로지에는 로봇 공학, 기계 인텔리전스, 나노 테크놀로지, 합성 생물학, 3-D 프린팅/추가 제조 및 자율성이 포함됩니다.이러한 테크놀로지와 방대한 천연자원을 조합함으로써 ISRU는 인류 도착 전후의 신뢰성과 안전성을 크게 향상시키고 인류 [290][291][292]화성 식민지화의 비용을 절감할 수 있을 것입니다.

인터랙티브 화성 지도

Acheron FossaeAcidalia PlanitiaAlba MonsAmazonis PlanitiaAonia PlanitiaArabia TerraArcadia PlanitiaArgentea PlanumArgyre PlanitiaChryse PlanitiaClaritas FossaeCydonia MensaeDaedalia PlanumElysium MonsElysium PlanitiaGale craterHadriaca PateraHellas MontesHellas PlanitiaHesperia PlanumHolden craterIcaria PlanumIsidis PlanitiaJezero craterLomonosov craterLucus PlanumLycus SulciLyot craterLunae PlanumMalea PlanumMaraldi craterMareotis FossaeMareotis TempeMargaritifer TerraMie craterMilankovič craterNepenthes MensaeNereidum MontesNilosyrtis MensaeNoachis TerraOlympica FossaeOlympus MonsPlanum AustralePromethei TerraProtonilus MensaeSirenumSisyphi PlanumSolis PlanumSyria PlanumTantalus FossaeTempe TerraTerra CimmeriaTerra SabaeaTerra SirenumTharsis MontesTractus CatenaTyrrhen TerraUlysses PateraUranius PateraUtopia PlanitiaValles MarinerisVastitas BorealisXanthe TerraMap of Mars
The image above contains clickable links화성 지구 지형의 인터랙티브 이미지 맵입니다.마우스를 이미지 위로 가져가면 60개 이상의 두드러진 지리적 지형의 이름을 볼 수 있습니다.클릭하면 해당 지형에 링크할 수 있습니다.베이스 맵의 색칠은 NASA의 화성 글로벌 서베이어(Mars Global Surveyor)에 있는 화성 궤도선 레이저 고도계의 데이터에 근거해 상대적인 고도를 나타낸다.흰색과 갈색은 가장 높은 고도(+12~+8km), 분홍색과 빨간색(+8~+3km), 노란색은 0km, 녹색과 파란색은 낮은 고도(-8km까지)를 나타냅니다.축은 위도와 경도이며 극지방이 표시됩니다.
(「」도 참조해 주세요.Mars Rover 지도와 Mars 메모리얼 지도) (보기 및 논의)


「 」를 참조해 주세요.

메모들

레퍼런스

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