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광합성 생물의 탄생과 자기권의 성립

by 지구과학의 신비로움 2024. 2. 23.

광합성 생물의 탄생과 자기권의 성립

1.광합성 생물의 탄생

지금부터 약 32억 년 전에, 지금까지와 다른, 어떤 특징을 가진 생물이 탄생합니다. 그것은 빛을 사용하여 에너지를 생산하는 생물입니다. 지금까지는 생명을 해치는 존재였던 빛을 에너지로 사용해 주위에 무진장에 있는 이산화탄소와 반응시킴으로써 황화수소를 사용하는 것보다 효율적으로 에너지를 얻을 수 있게 되었습니다. 그때까지의 생명은 황화수소 등 환경 중에 있는 영양분을 분해할 뿐이었습니다만, 스스로 광합성으로 에너지를 만들어 내는 것으로, 분출구 이외의 장소에서도 살 수 있게 되었습니다. 시아노박테리아라고 불리는 그들은 광합성을 수행하는 박테리아입니다. 처음에는 수가 적은 채로 있었습니다만, 차츰 수를 늘려가며, 대량의 산소를 방출하게 되어, 지구의 환경과 주위의 생명에 큰 영향을 미칩니다. 스스로 에너지를 만들어내는 구조를 획득함으로써, 생명은 보다 큰 에너지를 획득해, 세포를 대형화시킬 수 있게 됩니다.

2. 자기권의 성립

약 27억 년 전 환경에 한 가지 변화가 있었다. 지구 내부의 맨틀 및 핵의 움직임이 갖추어져, 핵의 철이 자석과 같이 일하기 시작해, 자기를 방출하기 시작했습니다. 지구를 자기장 벽이 감싸게 된 것입니다. 그때까지 태양풍에 의해 지구까지 도달하고 있던 생명에 유해한 하전입자(주로 양자·전자)는 자기권의 배리어에 막히게 되었습니다. 이것은 해면 근처의 빛이 닿는 환경에서도 생명이 존재할 수 있게 된다는 것을 의미합니다. 그때까지는, 유해한 하전 입자가 닿는 환경에서는, 생물의 유전자가 손상되어 버려, 생존하고, 증식할 수 없었기 때문입니다. 해면 근처 환경의 위험성이 저하됨으로써 광합성을 하는 생물은 보다 안전하고 보다 활발하게 해면 근처에서 증식할 수 있게 되었습니다. 자기 장벽의 탄생으로 시아노박테리아의 증식과 지구의 산소 농도 상승 속도에 박차가 걸립니다. 하전 입자의 존재는 오로라의 존재에서 어쩌면 알 수 있습니다. 자기권의 장벽에서 진로를 구부린 전자는 지구의 극지에서 자기장 내로 진입합니다. 이때 진입한 전자가 대기 중의 산소·질소 원자와 반응을 일으켜 빛을 방출하고 있는 것이 오로라의 정체입니다.

또 자기장의 역전 현상은 지금도 일어나고 있습니다. 현재 북극은 S 극, 남극은 N 극 입니다. 방위 자석을 향해 N 극이 가리키는 것이 S 극입니다. 지구의 지자기 방향은 변화하고 있습니다. 메커니즘은 불분명하지만, 자기의 방향은 시시각각 변화하고 있다고 합니다. 자기의 방향은 500만 년에 30회 정도 역전하고 있습니다. 계산에서는 앞으로 1000~2000년 안에 지금의 자기 방향이 역전한다는 설도 있습니다. 페름기 말・트라이아스기 말・백악기 말의 대멸종 전에는 수백만 년부터 1천만 년 이상에 걸쳐 지구자장은 완전히 소멸하고, 대량 멸종이 끝난 후 역전한 자기장이 나타나고 있다고 합니다.


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