생명의 물은 어디에서 왔을까

지구상의 물은 어디에서 왔을까? 지구가 형성될 때부터 이미 있었던 것일까 아니면 혜성이나 행성의 충돌로 우주에서 왔을까? 과학자계는 혜성 등에서 물이 기원했다는 주장과 지구에 이미 물이 있었다는 주장으로 나뉜다. 또한 지구가 형성된 후에 만들어졌다는 주장도 있다.

외계행성은 크게 수소가 많은 ‘건조한’ 행성, 지구처럼 물이 있는 ‘습윤한’ 행성으로 구분된다. 습윤한 행성은 뜨거운 별에서 멀리 떨어진 ‘스노라인(snow line)’ 외곽에서 생긴 뒤 안쪽으로 이동해 온 것이다. 스노라인은 행성이 만들어지는 원시 행성 계 원반 내에서 얼음이 안정적으로 생길 수 있는 경계선이다. 항성에 가까이 있으면 뜨거운 태양의 열로 수분이 증발하지만, 일정한 거리(설선, snow-line) 밖의 행성에 있는 얼음은 물이 된다. 태양계가 형성될 무렵에 화성과 목성 사이를 경계로 안쪽은 뜨거워서 물이 증발했고, 바깥쪽은 얼음 형태로 남았다. 수성, 금성, 화성에 물이 거의 없는 이유이다.

2023년 지구의 물이 초기 대기에 풍부했던 수소 분자와 용암 바다가 상호 작용해 만들어졌을 수 있다는 새로운 가설이 제기됐다. 지구가 형성되는 초기 시뮬레이션에 의하면 대기와 용암 바다 간 상호 작용이 엄청난 양의 수소가 금속 핵과 맨틀의 산화 그리고 물의 생성으로 이어졌다. 용암 바다와 수소 분자가 주성분인 대기의 상호작용으로 풍부한 물이 만들어진 것이다. 행성에 물이 전혀 없다고 해도 원시 대기의 수소 분자와 용암 바다 간 상호작용이 막대한 양의 물을 만든다.

2025년에는 유사한 실험결과가 나왔다. 실험환경에서 분석한 결과 외계행성에서 암석과 수소의 반응만으로 물이 만들어질 수 있음이 밝혀졌다. 스노라인 안을 도는 행성도 내부 반응으로 물이 있는 행성으로 진화가 가능한 것이다. 이런 일은 지구보다 질량이 큰 일부 외계행성에서 수십억 년 동안 일어날 것으로 추측한다.

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09630-7