달에서 채취해온 달의 토양에서 지구의 식물이 싹을 틔웠다. 지구가 아닌 다른 천체의 흙을 이용해 식물을 자라나게 한 것은 이번이 처음이라 주목받는다. 작지만 푸릇한 잎을 자라나게 한 달의 흙은 1969년 7월과 11월, 그리고 1972년 12월에 아폴로 11호, 12호, 17호가 각각 채취해온 것이다.

연구진은 어떻게 달의 토양, 즉 ‘월면토’로 식물을 키워낼 수 있었을까. 달 표면에 존재하는 월면토의 특징은 무엇인지 어동이와 나척척 박사의 대화로 알아보자.

달의 흙에서 식물이 쑥∼!

왼쪽은 모사토에서, 오른쪽은 월면토에서 자란 식물의 모습. 스페이스닷컴 홈페이지 캡처

연구진이 월면토를 연구하는 모습

어동이 박사님, 안녕하세요. 최근 미국 플로리다대 식품·농업과학 연구소 연구진이 아폴로호가 달에서 가져온 흙인 월면토를 이용해 식물을 키워냈다고 했는데, 어떤 식물인가요?

나척척 어동이가 월면토로 식물을 키워낸 것에 관심이 많았구나. 이번에 연구진이 키워낸 것은 ‘애기장대’라는 식물이야. 애기장대는 발아(씨앗에서 싹이 틈)해서 다음 씨가 맺힐 때까지 기간이 짧고 크기가 작아 유리 용기 안에서도 쉽게 키울 수 있기에 식물 연구를 할 때 주로 쓰인단다.

어동이 식물의 성장 과정을 쉽게 관찰할 수 있어서 애기장대가 이번 연구에 쓰인 것이군요. 그런데 이 식물을 구체적으로 어떻게 키워낸 건가요?

나척척 연구진은 월면토를 세포 배양 용기 틀에 0.9g씩 넣은 뒤 5㎜의 깊이에 애기장대의 씨앗을 심었어. 이후 우리가 식물을 키우듯 물과 영양분을 주면서 식물이 제대로 자라나는 지를 확인했지. 또 지구의 화산재를 이용해 달 토양과 비슷하게 만든 ‘모사토’에도 애기장대 씨를 심어 서로 비교했단다.

어동이 월면토를 비롯해 모사토에서도 식물이 잘 자라나게 된다면, 매번 월면토를 채취해오지 않아도 달 토양 연구를 하는데 도움이 되겠네요!

나척척 맞아. 놀랍게도 두 가지 토양 모두에서 애기장대가 싹을 틔웠단다. 이는 적당량의 물과 영양분이 있다면 달에서도 식물을 키울 수 있다는 것을 의미하지. 두 가지 토양에서 모두 식물이 싹을 틔우긴 했지만, 식물이 자라는 속도는 달랐어. 모사토에 비해 월면토에서 식물이 더 느리게 자라난 거지. 또 월면토에서 자란 식물은 스트레스를 받아 붉은 반점이 생기기도 했단다.

어동이 음…. 그렇다면 월면토에선 식물이 정상적으로 생장하는 것이 어렵다는 뜻이네요?

나척척 그렇지. 월면토에서 자란 애기장대를 분석해보니 이 식물이 모사토에서 자란 애기장대보다 스트레스를 더 많이 받은 걸로 나타났어. 월면토에는 염분과 금속 등이 포함돼 있는데, 이런 특성의 토양에서 적응하기 위해 식물이 스트레스를 받은 것으로 보여.

이번에 연구에 쓰인 월면토는 아폴로 11호, 12호, 17호가 각기 가져온 거라고 했잖아? 우주 방사선과 태양풍 등에 많이 노출됐던 아폴로 11호의 흙에서 자란 애기장대가 더 큰 스트레스를 받은 것으로 나타났단다.

정전기 일으키는 흙?

아폴로 11호가 달에 닿은 후 임무를 수행하고 있는 우주 비행사의 모습. NASA 제공

우주 비행사 버즈 올드린의 발자국이 찍힌 달의 토양. 위키피디아 제공

나척척 그렇다고 해서 크게 실망할 일만은 아니야. 생장 상태가 원활하지는 않았지만 월면토에서 식물이 자라난 것은 사실이니까. 연구진은 식물을 월면토에서 정상적으로 생육(생물이 나서 길러짐)시키는 방법을 앞으로 계속 연구할 계획이야. 만약 이 연구가 원활히 진행되면 작물을 달에서도 직접 키울 수 있게 되기에 학계가 주목하고 있단다.

어동이 달의 토양에서 식물을 키우는 건 쉬운 일이 아니네요…. 그런데 월면토는 어떤 특징을 갖고 있기에 식물이 잘 자라기 어려운 걸까요?

나척척 좋은 질문이야. 달 표면에는 아주 고운 입자의 월면토가 두껍게 깔려 있는데, 월면토는 정전기(전하에 의한 전기 현상)를 일으켜. 건조한 날씨에 정전기가 일어나면 옷에 머리카락이 달라붙곤 하잖아. 이것처럼 월면토도 우주인의 우주복이나 장비들에 달라붙는 성질을 가지고 있어. 달에선 바람에 의한 침식(지표를 깎는 일)이 없기에 입자들이 날카롭기도 하지.

어동이 월면토가 우주 비행사들의 우주복 등의 장비에 많이 달라붙게 되면 위험하겠어요.

나척척 그렇지. 월면토가 우주 장비 속으로 들어가면 장비의 성능에 치명적인 결함을 일으킬 수 있어. 이 때문에 우주 과학자들이 적극적으로 월면토를 연구하는 것이란다. 월면토를 효율적으로 활용한다면 더욱 원활한 달 탐사를 할 수 있으니까 말이지.

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▶어린이동아 권세희 기자 ksh0710@donga.com

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