테라포밍

황무지에 버려진 빈집을 사람이 살 수 있는 공간으로 바꾸려면 단열재를 채우고 수도와 환기 장치를 설치해야 해요. 테라포밍도 행성 전체를 대상으로 진행하는 거대한 행성 리모델링 공사와 같아요.

현재 인류가 가장 유력한 후보로 꼽는 화성은 기온이 영하 수십 도로 너무 낮고 공기가 아주 희박해요. 그래서 가장 먼저 행성을 따뜻하게 데워야 해요. 화성의 극지방, 특히 남극 극관에 쌓여 있는 드라이아이스(얼어붙은 이산화탄소)를 거대한 거울이나 열로 녹여 공기 중으로 방출하는 방법이 대표적으로 제안돼 왔어요. 다만 2018년 NASA 지원 연구에서는 화성에 남은 이산화탄소를 모두 방출해도 기압을 충분히 높이기 어렵다는 분석이 나왔어요.

대기 중에 이산화탄소가 많아지면 온실효과가 일어나 태양열을 붙잡게 돼요. 구상대로라면 행성이 점점 따뜻해지면서 얼어붙어 있던 지하의 얼음이 녹아 강과 바다를 이루고, 기압도 높아져 액체 상태의 물이 증발하지 않고 표면에 머무를 수 있는 지구와 닮은 기초 환경이 만들어질 것으로 기대돼요.

영화에서는 산소 발생 장치만 가동하면 금방 숨을 쉴 수 있을 것처럼 묘사되곤 해요. 하지만 행성 개조는 그렇게 단순하지 않아요. 행성을 둘러싼 우주 공간에는 생명체에 치명적인 태양풍(태양에서 날아오는 고에너지 입자)과 우주 방사선이 끊임없이 쏟아지고 있거든요.

지구는 중심부의 액체 철이 움직이며 만드는 거대한 자기장이 있어서 방사선과 태양풍을 튕겨내요. 하지만 화성은 행성 자기장이 거의 사라진 상태예요. 그래서 태양풍이 대기를 조금씩 깎아 내고 있으며, 이것이 수십억 년에 걸쳐 화성 대기가 얇아진 주요 원인 중 하나로 꼽혀요. 다만 현재 유실 속도는 매우 느려서 사람이 다루는 시간 규모에서는 영향이 작아요. 대기를 붙잡아 두는 데는 중력(화성은 지구의 약 38%) 등 다른 요인이 더 중요하다는 견해도 있어요.

지구 표면에서는 두꺼운 대기도 방사선을 크게 막아 줘요. 하지만 화성은 대기가 얇고 자기장도 약해서 지금은 표면 방사선이 강해요. 그래서 대기가 충분히 두꺼워지기 전까지는 방사선 대책도 필요해요. 그 방법으로 인공 자기장 보호막이 거론되지만, 꼭 필요한지는 과학자들 사이에서도 의견이 갈려요. 토양 속에 섞여 있는 유독 물질인 과염소산염 같은 화학 성분도 일일이 정화해야 하므로 아주 오랜 시간에 걸친 정교한 과학 기술이 필요해요.

기온과 기압이 어느 정도 안정되면 다음 단계로는 생명체를 투입할 차례예요. 인간이 곧바로 이주할 수는 없기 때문에 가혹한 환경에서도 끈질기게 살아남는 특수 미생물이나 이끼류를 먼저 행성 표면에 뿌리는 방안이 제안돼요.

남세균(시아노박테리아)처럼 산소를 만들어내는 미생물과 유전자를 변형한 식물들은 햇빛과 이산화탄소를 이용해 광합성을 시작해요. 이들이 오랫동안 활동하면서 행성의 대기 속에 산소를 차곡차곡 채우고, 죽은 생물체는 부서진 암석과 섞여 비옥한 흙을 만들 것으로 기대돼요. 다만 온난화는 약 100년이면 가능하더라도, 숨 쉴 수 있는 산소 대기를 만드는 데는 10만 년 이상 걸릴 수 있다는 추정(McKay 등)도 있어요.

이렇게 식물이 자라고 숲이 우거지면 마침내 스스로 순환하는 지속 가능한 생태계 순환 고리가 완성될 것으로 구상돼요. 비로소 인간이 무거운 우주복을 벗고 맑은 공기를 마시며 땅을 딛고 살아갈 수 있는 진짜 테라포밍의 마지막 단계에 이르게 되는 거예요.