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원시태양의 탄생과 지구의 탄생

by 지구과학의 신비로움 2024. 2. 23.

원시태양의 탄생과 지구의 탄생

지금부터 훨씬 옛날의 약 48억 년 전, 은하계의 한구석에서 하나의 별이 생명을 마쳤습니다. 초신성 폭발입니다. 마지막 폭발과 함께 주위는 밝게 비추어져, 그 잔해는 날려 버리고, 찢어지면서 우주 공간에 쏟아져 갔습니다. 큰 질량을 가진 별은 초신성 폭발에 의해 일단 그 생애를 끝내지만, 우주 공간에 남겨진 잔해로 새로운 행성 태양이 만들어지게 됩니다. 우리가 사는 지구의 탄생 이전에도 수명을 마치고 폭발하여 사라진 별이 있습니다. 그 증거는 철보다 무거운 원자의 존재입니다. 행성이 빛나는 이유는 가벼운 원자가 핵융합 반응을 일으켜 무거운 원자가 되는 과정에서 방대한 에너지가 태어나기 때문입니다. 철의 원자는 가장 안정하기 때문에 행성의 융합 반응은 철보다 무거운 원자가 되지 않습니다. 철 이상의 무거운 원자는 별의 삶의 끝인 초신성 폭발 시에 할 수 있다고 합니다. 철보다 무거운 원자가 존재한다는 것은 태양이 생기기 전에 평생을 마친 별이 존재한다는 것을 의미합니다. 생명이 탄생하기 위해서는 수소나 헬륨 등의 가벼운 원자 이외에 다양한 원자가 필요합니다. 한때 사라진 별이 있는 덕분에 생명은 탄생할 수 있었습니다. 그리고 지금도 지구를 형성하는 근원이 되고 있습니다.

2. 원시 태양의 탄생

그 후, 그 근처에서 성간 가스가 점점 모여, 중력으로 압력과 밀도를 높여 가면서 소용돌이를 감아 갔습니다. 부엌의 싱크대를 상상하면 알기 쉽습니다만, 흡입되어 가는 물질은, 그 과정에서 자연스럽게 소용돌이를 감아갑니다. 가스는 중력으로 압축하면서 온도를 높여 갑니다. 그리고, 1000만 도를 넘은 근처에서 마침내 수소 원자가 핵융합 반응을 시작해, 자신의 힘으로 빛나기 시작했습니다. 원자 태양의 탄생입니다. 태양은 행성에서 비교적 흔한 크기를 가진 별입니다. 행성은 질량이 클수록 격렬하게 핵융합 반응이 진행됩니다. 따라서 무거운 별은 수명이 짧고 가벼운 별일수록 수명이 길어집니다. 태양의 크기에서는 수명은 약 100억 년이라고 하고 태양의 활동에는 주기가 있어, 활동이 강해지면, 태양풍에 올라온 전자파 등에 의해 자기 폭풍 등이 일어납니다. 생물의 진화에 태양의 활동이 영향을 미쳤을지도 모릅니다. 태양은 방대한 빛과 열을 발하는 천체입니다. 지구에 낮이 존재하고 지표가 따뜻해지는 것은, 태양의 빛과 에너지에 의한 것입니다. 태양이 없으면 지구는 암흑에 싸인 차가운 별에 불과합니다. 태양 없이 현재의 지구와 생명의 모습은 있을 수 없습니다.

3. 지구의 탄생

태양 주위를 물질이 회전하던 중 밀도가 높은 곳에서 행성이 만들어져 갔습니다. 가스 성분은 태양풍으로 날아가기 때문에, 태양에 가까운 부분에서는 밀도가 높은 원자를 중심으로 한 행성이 되었습니다. 수성,금성,지구,화성은 고체 성분이 중심이고, 목성보다 먼 별은 가스가 중심 성분이 되고 있습니다. 지구에서 대기의 성분이 남아 있는 것은 어느 정도의 크기까지 성장해, 중력이 대기를 연결해 둘 수 있었기 때문입니다. 또한 태양과의 위치도 미묘했습니다. 태양에 좀 더 가까워지면 지구는 작열의 온도가 되고, 조금 더 멀어지면 차가운 별이 되었다고 합니다. 원시 지구는 성립 과정에서 서로의 중력에 의해 많은 운석이 충돌하면서 그 크기를 늘려 갔습니다. 지구가 대부분 형태를 이루고 나서부터 1억 년 정도 되었을 무렵, 지금의 화성과 같은 크기만큼의 별이 지구와 충돌했습니다. 자이언트 임팩트라고 불리는 사건입니다. 그때 지구의 일부가 떨어져 생긴 것이 달이라고 합니다. 달은 지구의 약 1/4 반경을 가진 큰 위성입니다. 달 자체에는 생명의 증거는 발견되지 않았지만, 중력에 의해 생물의 진화에 적지 않은 영향을 미쳤다고 합니다. 원시 지구는 태양으로부터의 태양풍이나 전자파에 노출되어 대기도 없습니다. 격렬하게 운석이 충돌하여 지표가 끓어 그대로의 작열 지옥입니다. 생물이 탄생하는 것은 아직도 먼 이야기가 됩니다.


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