새로운 연구에 따르면 미래 달 착륙 임무의 점화 및 착륙 과정에서 방출되는 메탄 테일 가스가 매우 짧은 시간에 달 극의 가장 춥고 과학적으로 가치 있는 영구 그림자 지역으로 퍼져 수십억 년 동안 그곳에서 보존되어 온 지구상 생명의 기원과 관련된 화학적 단서를 "오염"시킬 수 있다고 지적합니다. 모델은 메탄 분자가 한 극에서 다른 극으로 점프하는 데 2개월도 채 걸리지 않으며, 그 중 약 절반이 결국 극의 차가운 함몰부에 퇴적되어 "원래의 화학 기록 보관소"로 간주되는 고대 얼음층과 직접 혼합된다는 것을 보여줍니다.

지구물리학 연구 저널: 행성(Journal of Geophysical Research: Planets)에 게재되고 유럽 우주국(ESA) 행성 보호 책임자 실비오 시니발디(Silvio Sinibaldi)와 물리학자 프란체스카 파이바(Francesca Paiva)가 주도한 이 연구는 핵심 질문에 초점을 맞추고 있습니다. 정부, 상업 기업 및 다양한 조직이 새로운 달 착륙 물결을 시작함에 따라 인간 활동이 달에서 생명의 기원에 대한 주요 증거를 실수로 다시 작성하거나 심지어 지우고 있는지 여부입니다. 연구팀은 달 탐사 계획을 세울 때 '달 환경 및 과학 기록 보관소 보호'가 행성 보호 범위에 포함되어야 한다고 믿습니다. 그렇지 않으면 앞으로 수십 년 안에 대량의 귀중한 원본 정보가 인간 스스로 '덮어'질 수 있습니다.

과학계는 항상 달 극의 영구적인 그림자 영역을 매우 중요하게 여겨 왔습니다. 일년 내내 직사광선을 차단하는 이 충돌 분화구에는 수십억 년 전 혜성과 소행성이 충돌하면서 가져온 얼음과 유기물이 포함되어 있는 것으로 추정됩니다. 여기에는 "프리바이오틱스 유기 분자", 즉 올바른 조건에서 생명체의 초기 구성 요소로 진화할 수 있는 화학 물질이 포함될 수 있습니다. 지구의 장기적인 지질학적 활동과 침식으로 인해 고대의 화학적 기록이 거의 지워졌기 때문에 달의 극도로 추운 지역은 생명의 화학적 시작을 추적하기 위한 천연 실험실이 되었습니다. 최신 배기 가스 구성 요소와 혼합되면 원래 매우 약하고 귀중한 신호가 모호해질 수 있습니다.

오염 위험을 평가하기 위해 Paiva와 그의 동료들은 유럽 우주국의 "Argonaut" 달 착륙선을 사례 연구로 삼아 고정밀 수치 모델을 구축하여 배기가스의 주요 유기 성분인 메탄이 달 남극에 착륙할 때 달 표면에서 이동 및 퇴적 거동을 시뮬레이션했습니다. 물 분자 이동에 대한 이전 연구와 달리 이 모델은 최초로 달의 초박막 환경에서 유기 분자의 움직임을 체계적으로 고려하고 태양풍, 자외선 복사 및 기타 요인이 메탄 분포 및 수명에 미치는 영향을 통합하므로 실제 임무 시나리오에 더 가깝습니다.

시뮬레이션 결과, 착륙 단계에서 방출된 메탄 분자는 대기 저항이 거의 없이 달 표면에서 탄도적으로 날아가며 중력의 영향을 받아 땅으로 뛰어내려 먼 거리를 이동하는 것으로 나타났습니다. 햇빛 가열과 그림자 냉각의 교대 효과에 따라 이러한 분자는 2개월 이내에 남극에서 북극으로 "점프"할 수 있으며, 약 7개월(지구에서는 거의 7개월에 해당) 내에 꼬리 가스 메탄의 절반 이상이 두 극의 저온 영역에 "차가운 상태로 갇혀" 있으며, 그 중 약 42%는 남극에 퇴적되고 12%는 북극에 퇴적됩니다.

연구자들을 놀라게 한 것은 이 과정의 시간 규모였습니다. 단 일주일 정도(음력 하루 규모로) 분자가 전 세계적으로 극에서 극으로 퍼질 수 있으며, 이는 완전히 안전하고 원격 오염이 없는 착륙 지점이 거의 없다는 것을 의미합니다. Paiva는 진공에 가까운 달 표면에서는 메탄 분자가 지구 대기에서처럼 자주 충돌하거나 흩어지지 않는다는 점을 지적했습니다. 대신, 그들은 햇볕이 잘 드는 지역에서 가열되고, 그림자가 있는 지역에서 냉각되고, 단순한 포물선 궤적을 따라 점차적으로 포착되어 "모든 착륙은 전체 달 환경으로의 외인성 물질의 입력"이 됩니다.

그러나 이 연구는 또한 인간이 이러한 추세를 늦출 수 있는 여지가 여전히 있다고 믿고 있습니다. 예를 들어, 더 시원한 착륙 지역을 우선시함으로써 배기 가스가 어느 정도 더 작은 범위로 제한되거나 임무 설계를 통해 연소로 인한 유기 오염 물질 배출을 줄이게 될 수 있습니다. Sinibaldi가 제안한 한 가지 아이디어는 미래에는 배기 가스 분자가 내부 깊숙이 들어가지 않고 영구적으로 그늘진 얼음층의 표면에만 침전되는지 여부를 연구하는 데 집중할 수 있다는 것입니다. '오염층'이 표면만 덮고 있다는 것이 확인된다면 과학적 탐지는 더 깊은 샘플을 뚫어 인간 활동의 간섭을 우회할 수 있다.

두 연구자는 더 많은 모델과 향후 현장 측정을 통해 뒷받침되는 메탄뿐만 아니라 다양한 종류의 분자의 거동에 대한 체계적인 평가의 필요성을 강조했습니다. Paiva는 페인트나 고무와 같은 물질에서 방출되는 분자와 같이 우주선 본체에서 발생하는 다른 잠재적인 오염원을 추가로 연구할 계획입니다. 이러한 구성 요소는 극지방에 저온 상태로 갇혀 있을 수도 있으며, 이로 인해 원래 유기물 분석에 추가 노이즈가 발생할 수 있습니다.

지구상에서 인간은 남극이나 국립공원과 같은 지역의 오염과 과잉 착취를 방지하기 위해 특별한 규정을 제정했으며, 연구자들은 달의 과학적, 환경적 가치가 이러한 보호 지역 못지않게 가치 있다고 믿습니다. Sinibaldi는 유사한 보호 아이디어를 가능한 한 빨리 달 착륙 계획에 도입하고 다가오는 임무에는 "탐사하는 동안 모델을 확인"하는 데 필요한 모니터링 장비를 장착할 것을 촉구했습니다. 그렇지 않으면 인간은 달의 '생명 기원 기록'을 진정으로 이해하기도 전에 무심코 지워버릴 수도 있습니다.

/ScitechDaily에서 편집됨