태양계에서 가장 아름다운 행성 : 지구

태양계에서 가장 아름다운 행성 : 지구

생명체가-살-수-있는-아름다운-행성-지구

 

지구는 우리가 사는 태양계의 행성으로 현재까지 지성체를 비롯한 생명체가 사는 유일한 행성이다. 태양계 내뿐만 아니라 외계 행성에서도 아직까지는 생명반응을 파악한 천체는 전무하다.

 

지구에 생명체가 살 수 있는 이유는 모항성인 태양의 적절한 크기와 태양을부터 떨어져 있는 거리도 적절하기 때문인데 태양의 지금보다 너무 크다면 태양이 생애주기가 짧아져서 생명체가 발현하고 진화하는데 충분한 시간을 못줄 것이다. 또 한 반대로 태양의 크기가 지금보다 훨씬 작다면 생명가능 지대가 금성이나 수성쯤에 위치하게 되어 지구의 자전속도가 느려지게 된다. 물이 존재하더라도 살 수 없는 행성이 된다는 의미다.

 

45 억년이 된 지구에서도 인류의 출현은 전체 시간 중 0.004%만을 차지할 정도로 짧은 시간이다. 그러므로 우연에 의한 생명체 발현 이후에도 진화와 적응 과정을 거칠 수 있는 충분한 시간이 필요하다. 그렇기에 태양계는 적당한 크기의 태양과 적당한 위치에 절묘하게 지구가 위치하고 있다.

 

지구는 지름이 12,756km 둘레는 40,075km로 태양계 내에서 목성형 행성을 제외한 지구형 행성 중 가장 크고 무겁다. 5번째로 큰 지구는 태양에서 약 1억 5천 km 정도 위치하고 있고 태양에너지를 받고 있는데, 약 8분 19초 만에 에너지가 도달한다. 지금 보고 있는 태양의 모습이 8분 전의 태양의 모습이라는 의미이다.

 

공전주기는 365.25일, 자전주기는 23시간 56분이다. 자전축이 공전면으로부터 23도 정도 기울어 있어서 4계절의 변화가 뚜렷하고 덕분에 생명체가 살기에 적합한 행성이 되었다.

 

표면에 바다가 71% 대지가 29% 차지하고 있는 행성으로 푸른 행성에 구름이 흘러 익히 알고 있는 아름다운 지구의 모습으로 보인다. 표면을 덮고 있는 바다 덕분에 태양에서 받는 에너지를 저장해 주는 역할을 해서 평균기온 섭씨 15도 최고기온 56.7도 최저기온 -89.2도를 기록한다. 바다가 열을 저장해 주는 덕분에 태양복사 에너지를 평균보다 못 받는 지역까지 열전달을 잘해주고 있어서 생명체에게 에너지를 공급한다.

 

단지 액체 상태의 물이 생명체의 기원이 되는 이유도 있지만 정말 중요한 열을 저장하고 전달하는 덕분에 에너지 불균형을 해소할 수 있어 지구에는 다양한 생물이 서로 상호작용하며 살 수 있다.

 

초기 지구에서 바다의 역할은 한 가지 더 중요한 일을 했는데, 지구 초창기는 현재 금성과 마찬가지로 이산화탄소가 너무 많은 행성이었다. 바다에 탄소가 녹아들어 가면서 현재의 대기조성인 질소 78%, 산소 20%, 아르곤 0.93% 이산화탄소 0.04%의 비율을 갖게 되었고, 이산화탄소의 비율이 내려가면서 적당한 온실효과로 기온을 유지할 수 있게 되었다.

 

지구의 두꺼운 대기층은 온실효과로 지구 내에 에너지를 저장하고 순환에도 도움을 주지만, 층구조로 구성되어 있어 불안정한 대류층과 안정적인 층이 존재해 안정적인 층에서는 외계와 물질교환을 차단해 주는 역할을 하고 불안정인 층에서는 기상변화를 통해 물의 순환을 돕고 있다. 특히 초기 지구에는 대기가 없어 소행성들의 공격을 많이 받았다면 대기가 있는 지구는 소행성들로부터 비교적 안전하게 지켜주는 역할을 하고 있고, 한 가지 더 이야기하자면 대기에 존재하는 오존층이 지구로 들어오는 자외선을 차단해 주어 태양으로부터 생명체를 보호해주고 있다. 이와 같이 여러 가지 복합적인 조건들이 잘 맞아떨어져 생명체의 진화가 거듭되었다.

 

지구는 행성 테이아와의 충돌로 생성된 것으로 추정하는 달을 위성으로 갖고 있고, 지구의 유일한 위성이다. 달과 지구의 중력 작용으로 조석작용을 하고 있는데 그로 인한 생태계 환경이 더 다양해짐도 지구에는 좋은 일이다.

 

최초의 생명체는 심해 열수구에서 유기물들이 분출되어 바다 내에 유기물이 매우 풍부한 상태에서 진화하며 탄생한 것이 아닐까로 추정하고 있다. 때문에 과거 지구의 모습을 연구하는 것은 비슷한 행성을 찾아내는데 중요한 지표가 된다.

 

지구는 지구형 행성들과 마찬가지로 암석과 금속으로 이루어진 밀도가 높은 행성이다. 지구의 밀도는 5.5로 단단한 행성이다. 내부는 층상구조로 이루어져 있는데 대부분이 지진연구로 인해 알게 된 내용이고 현재 기술로는 실제 내부를 볼 수는 없다. 철과 같은 단단하고 무거운 금속들이 초기 지구의 마그마바다 형태에서 가라앉아 핵이 되었고, 내핵은 깊이 5,100km 에있고 온도는 5,500도 이상이다. 외핵은 980km ~ 5,100km에 존재하는 층으로 3000~5,500도의 액체 상태의 핵이다. 지구가 안전한 행성이 되는데 외핵이 아주 중요한 역할을 했는데, 자전에 의해서 회전력의 차이로 지구 자체에 자기력이 발생한 것, 그래서 지구 자기장이 외계에서 오는 우주선과 태양풍등을 막아줄 수 있었다.

 

200km~2,890km까지는 멘틀로 유동성 있는 고체상태를 이룬다. 지각의 변동을 이 멘틀의 대류로 추정하고 있고 그 근거들이 지속적으로 확인되고 있다. 60km~200km까지는 연약권, 지표부터 60km까지는 암석권으로 구성된 층상구조를 띄고 있는 지구의 정보를 얻고자 내부 탐사도 진행되고 있지만 인류가 지각을 뚫고 들어간 최대 깊이는 불과 12km 조금 넘는 수준이다. 그 깊이에서도 온도는 180도에 달하고 더 이상 탐사는 진행되지 못했다. 지구를 사과라고 가정하면 껍질만 겨우 깎아본 정도로 비유할 수 있다.

 

지구의 자기장은 위에서 언급한 대로 외핵 덕분에 생성되었으나 근 150년간 자기장의 세기가 10%가량 감소하였고, 대규모 지진이나 화산활동, 기후변화 멸종등에도 영향을 미치고 있다. 화성처럼 먼 훗날 자기장의 소멸로 대기가 사라질 가능성도 재기되고 있다.

 

태양으로부터 멀어지고 있는 점과 이상기후 등으로 지구가 앞으로도 좋은 환경의 삶의 터전을 제공하지 못할 가능성들이 있기에 외계행성 탐사는 꾸준히 지속되고 있지만 가능성이 매우 낮은 계획이기 때문에 우리의 후손들에게 조금이라도 더 좋은 지구를 물려주는 것이 우리의 숙제가 아닐까 생각한다.