화성 농업: 독성이 있는 화성 토양은 미래 농업을 위해 미생물 개조를 받는다.

한때 강물이 흐르고 대기가 두껍던 화성은 이제 식민지화 계획에 매우 가혹한 환경을 제공한다. 행성의 크기가 작아서 핵이 빠르게 식어서 화성은 자기장과 대부분의 대기를 잃었다. 남은 것은 독성 과염소산염으로 가득 찬 건조하고 황무한 곳이며, 화성에서 농사를 짓는 것은 정말 골치 아픈 일이다.

NASA의 아르테미스 프로그램은 지구에 의존하지 않는 화성에 인간이 거주할 수 있는 환경을 만드는 데 주력하고 있으며, SpaceX의 일론 머스크는 향후 20년 안에 백만 명이 거주하는 도시를 건설할 계획이다. 하지만 큰 문제가 있다. 성가신 과염소산염이 화성 토양 전체에 퍼져 있다는 것이다.

과염소산염은 염소와 산소로 구성된 독성 염이며, 화성에서는 지구보다 1,000,000배 높은 농도로 발견된다. 이러한 오염은 화성의 레골리스(모래, ​​먼지, 바위와 같이 표면을 덮고 있는 느슨한 물질)가 식물이 자라지 못하게 한다는 것을 의미한다. 유기 물질로 가득 찬 지구의 토양과 달리 화성의 흙에는 식물이 번성하는 데 필요한 것이 전혀 없다.

윈스턴-세일럼 주립 대학의 식물 스트레스 전문가인 라파엘 로레이로는 인간이 화성에서 농사를 지을 계획이라면 과염소산염 문제를 피할 방법이 없다고 지적한다. 물론 수경 재배는 소규모 승무원을 잠시 먹여 살릴 수 있지만 인구가 늘어나기 시작하면 실용적이지 않다. 유일하게 실질적인 장기적 해결책은 화성 토양을 농업에 적합하게 만드는 것이다.

연구자들은 화성 토양에서 과염소산염을 제거하는 몇 가지 방법을 모색하고 있다.

● 열 분해: 토양을 750°F까지 가열하지만 여기에는 많은 전력이 필요하다. 아마도 원자로에서 나올 것이다.

● 세척: 물을 엄청나게 사용하여 과염소산염을 헹구지만 화성에서는 물이 매우 부족하기 때문에 이 방법은 이상적이지 않다.

● 미생물적 치료: 미생물은 과염소산염을 분해하여 토양을 식물이 실제로 자랄 수 있는 것으로 바꾼다.

미생물적 치료는 화성과 지구 모두에 가장 유망해 보인다. 사실, NASA와 미국 국립과학재단은 이미 이 아이디어에 대한 연구에 자금을 지원하고 있으며, 화성에 도움이 되고 지구의 손상된 땅을 회복할 수 있기를 바란다.

애리조나 주립대학교 바이오디자인 연구소의 미생물학자인 안카 델가도는 이 분야에 집중하는 팀을 이끌고 있다. 그녀의 연구는 드라이클리닝이나 금속 탈지에 사용되는 것과 같은 지구의 독성 화학 물질을 정화하는 이전 작업을 기반으로 한다.

델가도의 팀은 과염소산염에서 생존할 수 있는 미생물을 키우고 이를 무해한 물질로 분해하는 작업을 하고 있다. 이 과정은 독소를 제거하는 것 이상의 역할을 한다. 건강한 식물 성장에 필수적인 토양 유기물을 축적하는 데에도 도움이 된다.

NSF와 NASA에서 190만 달러를 지원한 이 프로젝트는 애리조나 주립대학교, 플로리다 대학교, 플로리다 공과대학교를 하나로 모았다. 각 학교는 과염소산염을 줄이는 것부터 유기물을 만들고 처리된 화성 토양에서 식물 성장을 테스트하는 것까지 퍼즐의 다른 부분을 다룬다.

과학자들은 실제 화성 토양이 없기 때문에 큐리오시티(Curiosity)로버가 분석한 토양 샘플의 특성을 모방한 Mars Global Simulant(MGS-1)를 사용하고 있다.

인간을 화성에 보내기 위한 경쟁이 계속됨에 따라 과염소산염 문제를 해결하는 것이 그곳에서 지속 가능한 농업을 가능하게 하는 데 중요하다. 이 연구의 획기적인 성과는 척박하고 오염된 땅을 생산적인 농지로 바꾸어 지구에서 가장 어려운 농업 과제 중 일부를 해결하는 데 도움이 될 수도 있다.