초기 지구 생명 화학의 ‘안정 구간’ 43억3000만 년 전 추정…충돌·열 모형 분석

초기 지구에 RNA를 비롯한 생명 관련 분자가 오래 남을 만한 환경이 약 43억3000만 년 전 마련됐을 수 있다는 모형 연구가 나왔다. 생명체의 출현 시점을 확인한 결과는 아니다.

행성과학연구소(PSI) 등이 참여한 연구진은 22일 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스에 초기 지구의 소행성·혜성 충돌과 지각 냉각을 재현한 3차원 수치모형 결과를 발표했다. 충돌이 잦았던 시대의 지표 아래 온도 변화를 추적해 생명 구성 분자가 견딜 수 있는 구간을 추정했다.

충돌이 잦아든 뒤에도 남은 열

연구진은 45억~35억 년 전의 충돌을 모의하고 지각의 열 변화와 RNA 등 분자의 온도 안정 범위를 대조했다. 달의 충돌구 기록과 초기 지구의 오래된 지르콘 자료도 모형을 점검하는 데 활용했다. 논문은 약 44억 년 전까지 광범위한 고온 환경이 되풀이됐으며, 이후 한 번 식은 뒤 다시 설정된 온도 한계를 넘지 않는 얕은 지각 영역이 늘었다고 설명했다.

충돌은 분자를 파괴할 열을 남기는 동시에 뜨거운 암석과 물이 만나는 열수 환경을 만들기도 한다. 연구진은 충돌의 강도가 줄어드는 시기와 열수 환경이 아직 풍부한 시기가 겹치는 약 43억3000만 년 전을 ‘유리한 시점’으로 제시했다. 이는 RNA가 유전정보 저장과 화학 반응에 모두 관여했을 것이라는 ‘RNA 세계’ 가설을 검토한 결과다.

생명 탄생 날짜로 읽을 수는 없어

43억3000만 년 전은 화석이나 RNA의 발견 연대가 아니다. 모형이 계산한 온도와 충돌 빈도를 바탕으로 화학 반응이 지속될 가능성이 큰 시기를 잡은 것이다. 논문도 최초 생명체가 실제 어디서 어떻게 생겨났는지는 이 계산만으로 가리지 못한다고 밝혔다.

추정 시점은 충돌 물질의 총량 같은 입력값에도 영향을 받는다. 논문에 따르면 충돌 물질량을 낮춘 시나리오에서는 유리한 시점이 약 7000만 년 앞당겨졌다. 초기 지구의 충돌과 생명 화학에 관한 직접 기록이 부족한 만큼 숫자를 단일한 확정 연대로 받아들이기는 어렵다.

원논문: https://www.nature.com/articles/s41467-026-76978-3

행성과학연구소 발표: https://psi.edu/blog/new-study-pinpoints-when-early-earth-may-have-become-ready-for-lifes-chemistry/

대표 이미지: AI 생성 이미지 / 데이마크