지구역사

이번엔 지구에 대하여 좀 더 자세히 알아 볼까요?

이 사진은 유명한 지구 사진이죠?

아폴로 17에서 찍은 지구의 사진입니다.

이렇게 아름다운 우리별 지구를 파괴없이 잘 지켜야 할텐데….

요즘 같은 지구 온난화에 따른 이상 기온을 볼 때 마다

저탄소화 및 환경을 지키기 위하여 모두 힘을 합쳐야 하니

현실적이고 모두 실천 가능한 대안이

정말 필요한 때 임을 실감합니다.

 

지구만들기 대하여 좀 더 자세히 알아볼까요?

1.   지구생성

지구는 약 46억년 전에 생성되었다고 봅니다. 태양계가 생성되던 시점과 같은 때라고 봅니다.

그럼 어떻게 지구가 스스로 생성 되었을까요? 과학자들의 가설은 이와 같습니다.

원시 태양계 원반에서 태양의 가까운 부분에서는 태양의 복사에너지가 방출하기 시작합니다. 이렇게 갓 방출하기 시작한 태양의 복사에너지에 의하여 우주내의 휘발성 성분이 제거되고 그 결과로 규소를 주성분으로 하는 암석 종류와 철, 니켈 등의 금속성분이 남게 됩니다. 이 금속성분들은 원시 태양 주위를 공전하면서 점점 합쳐지고 점점 크기가 커지게 됩니다.

이렇게 점점 커지면서 어느 정도 몸집과 중력을 가진 것들은 미행성이라고 부르는데 이러한 미행성들은 보다 작은 행성을 소행이라 부르는데 이러한 성간 물질인 소행성을 유인하여 그 크기가 더욱 성장하게 됩니다.

이러한 미행성의 크기가 커지면서 성장속도에 가속도가 붙게 됩니다. 그 이유는 크기가 작은 소행성들이 충돌하면 그 충격으로 조각들이 흩어져 소멸되나, 크기가 큰 것들이 충돌하게 되면 강한 중력 때문에 오히려 흩어지려는 조각들을 당겨서 합칠 수 있기 때문입니다. 이때 생긴 미행성들 중에서 현재까지 남아 있는 것은 5개로 추정할 수 있습니다.

2.   원시 지구의 성장

원시 지구는 바깥부분이 거의 완전히 녹은 상태를 경험하면서 계속 성장해 왔습니다. 원시 지구의 열원은 크게 3가지 가설로 설명할 수 있습니다.

첫 번째는 소행성의 충돌입니다. 소행성의 충돌은 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 원시 지구를 뜨겁게 가열했다는 가설입니다.

두 번째는 중력에너지 가설입니다. 원시지구가 충돌로 인한 가열 때문에 조금씩 녹기 시작하자 그 때까지 뒤섞여 있던 철과 규소가 중력에 의해서 서로 분리되기 시작합니다. 무거운 철이 중력에너지가 낮은 지구 중심으로 쏠려 내려가면서 굉장한 중력에너지를 열에너지의 형태로 방출했다는 가설이죠.

 세 번째 열원의 가설은 원시 태양계에 가득한 방사성 동위원소의 붕괴열로 인한 에너지 가설입니다. 지구의 바깥부분이 완전히 녹은 상태를 마그마의 바다라고 합니다. 마그마 바다의 깊이는 수백 km에 달했다고 예측합니다. 중력 분화가 끝나고, 낙하 할 소행성들도 거의 정리가 되자 지구는 그 열기를 서서히 식히기 시작했습니다. 마그마 바다가 식기 시작하면서 최초의 지각이 형성되었다고 예측하고 있습니다.

3.   대기와 바다의 형성

지구 대기의 역사는 어떻게 시작 되었을까요?

 

암석과 마그마로부터 방출된 기체들이 지구 주위에 중력으로 묶이면서 시작됩니다. 이렇게 형성된 지구의 대기를 원시 대기라고 부릅니다. 원시 대기를 이루는 물질은 지구를 형성한 소행성과 혜성에 포함되어있던 휘발성 물질로부터 비롯되었습니다.

 

지구가 식어가면서 마그마 바다가 식어 고체의 바닥이 다시 형성되고, 혜성에 들어있던 미량의 물은 많은 양의 혜성이 떨어지면서 축적되기 시작했고, 마그마가 식어 고체의 바닥이 형성된 후에 원시 대기의 수증기 성분이 응결하여 비가 내리기 시작하였습니다. 이 비는 원시 바다를 형성하기 시작하였습니다. 이때 땅과 대기에 있던 염분들이 비에 의해 바다로 녹아 들어 가서 바닷물은 짜게 되었다는 가설이고 거기서 인간은 소금을 얻을 수 있게 되었습니다.

 

4.   생명의 탄생과 진화

 

가장 궁금한 것이 생명의 탄생과 진화일 것입니다. 모든 지구의 역사는 증명할 수 없는 부분이므로 가설이라고 밖에 볼 수 없다고 생각합니다. 그래서 늘 답이 하나가 아니라 여러 가지의 옵션이 따릅니다.

 

원시 바다의 해저에서는 지금의 열수분출공과 같은 곳이 다수 존재하였습니다. 최초의 생명은 36억 년 정도 전에, 열수에서의 고에너지 내에서의 화학반응으로 인하여 특수한 유기물들이 생겨났고 그것이 최초의 생명체의 탄생이며 시간이 흐르면서 점점 진화하여 지금과 같이 고기능의 생명체가 되었다는 가설입니다.

 

광합성을 할 수 있는 생명체들이 생겨나면서부터 이들은 태양 에너지를 곧바로 자신들의 에너지원으로 활용할 수 있게 되었습니다.  광합성의 결과로 생긴 산소는 먼저 바다에 녹아 들어가면서 엄청난 양의 산화철을 만들었고, 바다에 퇴적시켰습니다. 바다가 산소로 포화되는 데에는 10억 년에서 20억 년이 걸렸던 것으로 추정하고 있습니다. 그 뒤 계속되는 광합성은 산소를 대기 중으로 방출시켰으며 성층권에 오존층을 형성하게 됩니다.

 

초기의 생물들은 단세포 생물로 지금의 원핵생물과 비슷했다고 추정하고 있습니다. 이것들이 서로 합쳐지는 과정을 통해서 더 복잡한 형태인 진핵생물로 진화했으며 진핵생물이 서로 군집하게 되면서 다세포 생물로 진화했다는 것이 지금까지 정설로 받아들여지는 가설입니다.

 

7억 5천만 년 전부터 5억 8천만 년 전 시기에 전 지구가 얼음에 덮이는 혹독한 빙하기가 찾아왔었다는 가설이 60년대부터 제기되기 시작했습니다. 이 가설을 눈덩이 지구라고 하는데, 빙하기가 끝나면서 캄브리아기의 대폭발이 찾아왔다는 점에서 특별한 관심을 끌고 있었지요. 캄브리아기 폭발은 캄브리아기에 들어서면서 다세포 생물이 갑자기 번성하면서 종의 다양성이 폭발적으로 늘어난 현상을 일컫습니다.

5억 3천5백만 년 전의 캄브리아기의 대폭발 이후로 다세포 진핵생물은 육상을 점령하고, 하늘에 진출했으며, 바다에서는 생태계의 꼭짓점에 군림하는 등 엄청난 성공들 거두었습니다.

 

한편 캄브리아기 이후 생물종의 대부분을 멸종시킨 대량멸종사건이 다섯 차례 있었다는 것이 확인되었습니다. 대량멸종사건은 기존에 번성하던 생물종들을 대부분 지구상에서 사라지게 하지만, 거기에서 살아남은 종들은 다시 번성하여 기존의 생태적 지위를 차지하게 된다는 점에서 생물의 진화에 결정적인 영향을 미치는 사건으로 보고 있습니다.

 

 고생대 말의 공룡등의 대량멸종은 판게아의 분열과 관련된 대규모 화산활동에 의했다고 생각되며 중생대 말의 대량멸종은 전 세계에 있는 핵폭탄을 모두 한꺼번에 폭발시켰을 때보다 1만 배나 강한 위력의 운석 충돌로 야기되었다고 보고 있습니다. 중생대 말의 공룡의 대량멸종 이후, 지금으로부터 약 6400 만 년 전에 포유류가 등장하여 번성하게 되었고, 지금으로부터 200만 년 전에 현재의 남아프리카 공화국 근처에서 포유류 가운데 원시인이 처음 생기고, 원시인이 진화하여 현대의 인간이 되었다고 할 수 있습니다.

많은 과학적 내용과 과학 교과서에 나오는 수많은 내용이 우연에 의한 증명 할 수 없는 가설이라는 것이 안타깝습니다만 지금으로서는 더 이상의 증명이 불가능합니다. 시간이 흐르면 또다른 가설이 나올 것이고 좀 더 정확한 근거를 델 수 있기를 바라겠습니다 ^^~