한국 연구진이 고대 소행성 충돌이 단순히 행성 지형을 재배치한 것 이상의 역할을 했을 수 있다는 증거를 발견했다. 즉, 산소를 생산하는 미생물들이 지구 최초의 파티를 열 수 있는 아늑한 작은 핫스팟을 만들었다는 것이다.
한국지질자원연구원(KIGAM) 과학자들은 한반도에서 유일하게 확인된 소행성 충돌구인 합천 충돌구 내에서 스트로마톨라이트(고대 미생물 군집이 만든 층상 암석 구조)를 발견했다. 네이처 포트폴리오 저널인 《Communications Earth & Environment》에 발표된 이 연구 결과는 이 충돌구들이 단순히 파괴적이기만 한 것이 아니라 놀랍도록 살기 좋은 곳이었음을 시사한다.
연구진에 따르면, 스트로마톨라이트는 소행성 충돌 후 형성된 열수 호수에서 생성된 것으로 보인다. 충돌로 인한 강한 열이 주변 암석을 녹이고 물을 오랫동안 따뜻하게 유지했다. 따뜻하고 광물이 풍부한 환경은 고대 미생물이 생존하고 번성하기에 이상적인 조건을 제공했을 수 있다. 시아노박테리아와 같은 미생물이 광합성을 통해 산소를 방출하면서 만든 스트로마톨라이트는 지구상에서 가장 오래된 생명체 증거 중 하나로, 최소 35억 년 전의 화석이 발견된다.
연구팀은 합천 충돌구 북서부 지역에서 직경 약 10~20cm의 스트로마톨라이트 여러 개를 발견했다. 이는 해당 지역에서 이러한 구조가 처음 확인된 것이다. 이 발견은 약 24억 년 전 지구 대기 중 산소 농도가 급격히 증가한 대산화 사건(GOE)을 이해하는 데 도움이 될 수 있다. 연구진은 소행성 충돌로 형성된 열수 호수가 산소를 생산하는 미생물이 번성할 수 있는 고립된 환경, 즉 산소가 지구 전역에 퍼지기 전 국지적인 '산소 오아시스' 역할을 했을 수 있다고 제안한다.
스트로마톨라이트의 지구화학적 분석 결과, 외계 물질과 주변 기반암의 흔적, 그리고 뜨거운 물에 의해 변형된 증거가 발견됐다. 스트로마톨라이트 내부는 더 강한 열수 신호를 보여, 충돌구 호수 역사의 초기이자 더 뜨거운 시기에 형성되었음을 시사한다. 종합하면, 이 발견은 스트로마톨라이트가 소행성 충돌 후 생성된 열수 호수 내에서 발달했으며, 환경이 점차 냉각됨에 따라 계속 형성되었음을 뒷받침한다.
이 발견은 지구 너머에도 시사점을 준다. 과학자들은 초기 화성에도 고대 지구와 유사한 물이 채워진 충돌구가 존재했다고 믿으며, 이는 화성 충돌구 환경이 과거 미생물 생명체의 흔적을 찾기에 유망한 장소가 될 수 있음을 의미한다. 이번 연구는 2021년 KIGAM 과학자들이 합천 충돌구의 존재를 처음 확인한 《Gondwana Research》에 발표된 이전 연구를 확장한 것이다. 최신 연구는 충돌구 환경 내 스트로마톨라이트를 포함한 생물학적 증거를 추가한다.
"이번 연구는 스트로마톨라이트가 소행성 충돌로 생성된 열수 호수에서 형성될 수 있음을 시사하는 최초의 포괄적 증거입니다. 이러한 환경은 초기 미생물 생태계에 유리한 조건을 제공했을 수 있습니다."라고 연구 책임자 임재수 박사가 말했다. 한국지질자원연구원(KIGAM)은 지질과학, 천연자원, 지구 시스템 과학에 중점을 둔 정부 출연 연구 기관이다. 자료 제공: 국가과학기술연구회.