태양계의 행성 / 푸른 별. 지구에 대해

우주에서 보면 푸른지구, 태양계에서 3번째궤도를 돌고 있는 지구

많은 인류가 지구에서 살고 있지만 지구에 대해 많이 알고 있는 사람들은 많이 없어요. 단지 둥글다는 뿐 그래서 오늘은 지구에 대해 알아보는 글을 써볼려고 합니다.


지구는 태양계의 행성중 세번째 궤도를 돌고 있는 행성이에요. 그리고 지구에 오랜 친구 달 위성을 가지고 있지요.  태양계도를 돌고 있어서 태양계의 행성이라고 불러요.

태양과의 적당한 거리와 크기

지구가 태양에서 너무 멀면 너무 추워서 생명체가 살수 없고 너무 가까우면 너무 뜨거워서 아무도 살수 없어요.  그리고 너무 크면 중력이 너무 크게 작용하기 때문에 생명체가 버틸수없고 중력이 너무 약해지면 지금의 대기의 구성물들이 모두 우주로 날아버리게 되죠. 그래서 지금 지구는 딱 생명체가 살기 위한 완벽한 조건이에요.

태양과 지구 사이의 거리는 150,000,000km 이죠. 지구에서 태양까지의 거리를 천문 단위로 사용하는 1AU= 1억4,959만 7,870 km 에요. 지구와 태양사이의 거리는 천문학의 기초가 되는 단위라서 매우 중요해요. 

지구가 완전히 원궤도가 아니라서 거리가 항상 같지는 않아요. 지구의 공전궤도는 거의 원궤도에 가까운 타원궤도에요. 그리고  원일점과 근일점에서 태양과 거리차는 약 500만 km이고 태양으로부터 지구까지 빛이 오는데 8분 19초가 걸리고, 빛의 빠르기는 1초에 약 30만km 이라서 지구와 태양과의 거리는 1억 5천만 km이죠.


태양풍으로 부터 자신을 보호하는 지구

우주가 있는 태양계 밖에서는 지구를 위협하는 우주방사선과 혜성, 작은 소행성들이 많은 물질들이 태양계를 향해 들어오게 되요. 이들을 1차적으로 막아주는 것이 바로 태양풍이에요. 

태양풍. 태양에서 불어오는  바람

 행성같은 경우는 토성과 목성과 같은 거대한 위성들이 막아주고 우주에서 유입되는 안좋은 물질을 차단하지만 문제는 태양의 엄청난 에너지에요. 이 태양풍을 지구가 그대로 맞으면 지구에 사는 모든 생명체들은 다 타버리거나 없어져 버릴텐데. 지구는 자신을 보호하기 위해 자기장으로 태양풍으로 부터 자신을 보호해요. 

태양풍이 지구자기장과 충돌해서 나타나는 현상이 바로 오로라 현상이에요. 만약 지구 자기장 역시 너무 강하면 지구의 표면의 온도 올라가게 되면 생명체에게 굉장한 치명적이기 때문에 적당한 자기장으로 태양으로 부터 지구를 보호하고 또 지구에 살아가는 생명체가 살기 적절한 온도를 유지해주는 것이죠.


달의 크기와 거리, 그리고 자전하지 않는 달

태양계의 행성들에는 위성들이 있는데 모든 행성들의 위성은 자전하는데요. 그런데 달만큼은 자전을 하지 않아요. 만약 자전을 하는 순간 지구의 대기와 바다물의 밀물과 설물의 차이가 너무 심해져서 달라질 꺼에요.

육지는 날마다 바다에 잠겼다가 나왔다 할 것이고, 달이 너무 가까우면 지구와 달의 중력 때문에 이둘은 얼마 지나지 않아 붙어버리게 될꺼에요. 그리고 지금보다 이둘이 조금이라도 멀면 중력이 약해져서 달은 지구에서 멀리 떨어져 버릴테고 또 달이 없으면 바다에 파도에 큰 영향을 주어서 바닷물에 산소공급에도 문제가 생길꺼에요 그러면 바다속에 있는 생명체들이 살수 없겠지요.

지구는 3분의 2이상이 물

지구는 물에 행성이라고 불러요. 태양계의 여러 행성 중 지구는 물이 있는 유일한 행성이기 때문이죠. 그러나 지구는 물이 아주 풍부한데 이 물이 어디서 왔는 지는 아무도 몰라요. 그런데 지금은 물이 생명체가 살기에 딱 적절하다는 것이지요. 물은 열을 가장 천천히 흡수하고 또 가장 천천히 배출하는 물질이기도 하고요. 물이 지금 보다 적으면 낮과 밤의 기온차가 너무나 심해져서 수많은 생명체들은 아마 멸종위기일지도 몰라요. 또 반대로 보면 지금 보다 물이 너무 많으면 습도가 너무 높아져 지구 곳곳이 우기철 밀림과 같아져 많은 생명체들이 살기 힘든 환경으로 바뀌게 되죠. 지금이 적절한 물의 양을 지구는 갖고 있죠.

지구의 기원.

20세기의 과학은 이 중에서 고온기원설보다는 저온기원설에 비중을 두고 있었어요. 고온 기원설에 따르면 지구를 형성한 물질은 원래 태양과 마찬가지로 뜨거운 상태에 있었으며, 중력의 작용으로 응집되었고 형성을 이뤘다고 해요. 그러면서 시간이 지나면서 무거운 금속인 철, 니켈은 중심부에 모여 지구의 핵이 되었고, 가벼운 규산염은 맨틀을 만들었으며, 기 후 지각이 형성되었다고하죠. 그리고 지각은 서서히 수축되어 주름살을 형성하며 즉 바다와 육지라고 해요.


지각은 두께가 불균일한 것은 맨틀의 대륙과정에서 불필요한 찌꺼기가 암석 정출작용을 통하여 지구표면의 특정지점으로 집중 분출되었기 때문에 대륙이 형성되었다고 하죠. 이 가설의 최대 난점은 물과 산소, 질소가스 등이 왜 높은 온도에서 외부로 흩어지지 않고 지각 내에 잔류하였는가 하는 것인데요 또 맨틀의 열전도도로 보아 지구와 행성계의 나이는 45억년 동안에 어떻게 지구가 수십만 ℃에서 지금의 온도로 냉각되었는가 하는 점이에요.


한편 저온기원설에서는 태양을 둘러싼 두터운 가스와 우주진의 덩어리가 중심에 있는 태양의 중력과 가스 내부의 마찰과 열의 방출로 점차 냉각되어 태양의 자전면 내로 집중된 원반상태, 말하자만 토성의 고리와 같은 상태를 가정한다면 그 후 이 원반은 몇 개의 고리로 분리되어 보데의 법칙에 따른 분포를 나타내기에 이르렀어요 이중에 태양에서 부터 세번째의 궤도가 내부의 마찰과 인력에 의해 한 점으로 집중되어 원시지구를 형성하게 되고 점차 그 크기가 커지면서 안정된 구형으로 변화하였고 지구 내부에서는 중력 또는 압력의 에너지가 열에너지로 변환되고 보일 샤를의 법칙과 비슷한 작용에 의해 방사성 원소의 붕괴로 생긴 열에 의해 내부온도가 점점 올라갔고 이때 순수한 철과 니켈은 규산염이나 산화물에 비하면 그 비중이 큰데다 더 낮은 온도에서 융해되므로 아직 용해되지 않아 굳은 상태인 규산염 상태의 물질 속으로 낙하하여 지구 중심에 모여지게 되었죠. 지것이 핵 코어가 되었고 나머지는 맨틀이 되어 지구는 물질 분포가 균일한 구에서 부터 몇개의 층을 가진 행성으로 진화하게 되었어요.

그 동안도 지구의 내부온도는 더욱 상승하여 규산염물질의 융해점 가까이 까지접근하고 지구내부압력의 복잡한 분포와 규산염물질의 분포에 의해 이번에는 맨틀상부가 부분으로 융해되고 지구가 탄생하여 이 단계에 이르기까지 기간은 약 1억년이 걸렸을 꺼라 추측해요.



지구. 대기의 구성

지구. 대기는 질소 77%, 산소 22% 기타 1%로 구성되어 있어요. 가장 큰 비율을 차지하고 있는 것이 바로 질소에요. 질소는 아무런 필요없는 데 가장 큰 비중을 차지 하고 있다고 생각할 수도 있지만 대기중에 질소가 풍부해야 대기가 안정이 될수가 있어요. 질소의 양이 적어지면 태풍과 같은 기상 이변이 계속 일어나서 지구상에 큰 재앙이 매일 반복하는 혼돈에 세상이 될꺼에요.

산소의 더 많으면 지금보다 높으면 불이 나면 안꺼지고 더 잘타겠죠.  철과 같은 금속에도 불이 붙어 계속 타고 있을테고 죽은 생명체가 너무 빨리 썩어 아마도 생태계에 균형은 무너지게 될테고 그렇타고 산소가 적으면 불이 붙지 않겠죠. 그리고 생명체들이 뛰어 다닐수 없게 될꺼에요 조금만 격한 움직임으로 산소결핍으로 죽게될꺼에요 이 처럼 지구의 대기의 구성역시 생명체가 살기 위한 완벽한 조건으로 구성되었있어요.





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