[스크랩] 바다의 탄생 - 지구의 물의 기원

태양계에 있는 행성 중에 유일하게 물이 있는 것으로 알려진 지구. 지구에 생명체가 발생할 수 있었던 이유도 바로 물 덕분입니다. 물은 지구 표면의 70%에 해당하는 면적을 차지할 뿐만 아니라, 인체의 60%도 수분으로 이루어져 있습니다. 우리는 물에 대해 많은 걸 알지만, 그 기원은 아직 아무도 모릅니다. 지구에 물이 어떻게 생겨났는지를 밝혀낸다면 태양계 밖에서도 지구와 비슷한 방식으로 물이 생길 가능성이 있는 또 다른 행성이 발견될지 모릅니다. 그렇다면 그곳에는 미지의 외계 생명체가 살고 있을 수도 있는 것입니다. 이제 지구에 어떻게 물이 탄생했는지, 바다의 기원을 찾아 깊은 지구의 내부에서부터 우주 먼 곳에 이르기까지 조사가 시작됩니다.

 

혜성이 지구에 물을 실어왔다? 사우스웨스트 연구소의 로빈 캐넙 박사는 물 없이 살 수 있는 생물은 없다고 말합니다. 지구가 어떻게 물을 얻었는지 알아낸다면 근본적으로 지구가 어떻게 생명을 유지할 수 있었는지 알 수 있습니다. 46억 년 전 태양은 갓 태어난 별이었고 가스와 먼지로 이루어진 거대한 띠에 둘러싸여 있었습니다. 수백만 년의 세월 동안 이 띠의 성분들이 응축되어 행성을 형성했습니다. 태양에서 먼 곳은 너무 추워서 목성과 같은 행성의 핵은 차가운 얼음이고, 태양과 가까운 곳은 뜨거워, 지구는 돌과 강철같이 고온에서 응축되는 물질들로 형성되었습니다. 물이 있기에는 너무 뜨거워 지구는 메마른 곳이었습니다. 과학자들이 생각한 한 가지 가능성은 혜성이 물을 실어 왔다는 것입니다. 혜성에 엄청난 얼음이 있다는 사실이 밝혀지면서 지구에 부딪힌 혜성이 얼음을 가져오고 그 얼음이 녹아 바다를 형성했다는 설은 신빙성을 갖기 시작했습니다. 과연 그럴까요?

44억년 된, 지르콘 결정이 주는 단서 2002년, 콜로라도 대학의 지질학자 스티븐 모지스 교수는 세상을 뒤흔들 발견을 합니다.  지구상 가장 오래된 광물 샘플 ‘지르콘’의 결정을 발견한 것입니다. 이 작은 알갱이를 화학적으로 분석하면, 그것이 물이 존재하는 곳에서 형성된 것인지 알 수 있습니다. 모지스 교수는 7년여에 걸쳐 10만 개의 지르콘 결정을 찾아 연대를 나눴고, 그 중 43억 8천만 년 전의 것으로 추정되는 가장 오래된 결정 하나를 발견했습니다. 분석 결과, 44억 년 된 이 지르콘 결정은 메마른 땅에서 형성되었다기보다, 액체 상태의 물에서 형성된 것이었습니다. 따라서 초기 지구의 표면에는 이미 물이 있었다는 게 밝혀졌습니다. 오랫동안 과학자들은 지구가 메마르게 탄생했다고 믿었지만 모지스의 발견으로 그 이론이 틀렸다는 것이 확인된 것입니다.

지구 생성 당시, 이미 물이 있었다? 애리조나 대학의 마이크 드레이크 교수는 지구 생성 당시, 먼지 알갱이에 물방울이 맺혔고, 그것이 현재 바다의 기원일 수 있다고 가정했습니다. 그는 지구의 주성분인 감람석으로 그 이론을 실험해보았습니다. 돌이 많은 행성에 가장 풍부한 광물이고 45억 년 전, 어린 태양 주변에 많이 있었던 광물이기도 합니다. 그는 컴퓨터를 사용해 당시 상황을 계산했습니다. 그 결과 30g의 감람석에 0.3mℓ의 물 분자들이 달라붙었습니다. 이 양을  합산해보았더니, 현재 지구의 바닷물보다 10배의 양이 나왔습니다. 드레이크 교수는 초기 지구가 형성될 당시 이미 수십억 리터의 물이 있었다고 생각합니다. 지구를 형성한 수십 조의 먼지 알갱이에 붙어 있던 물입니다.

 

행성간의 상호작용이 낳은 지구의 바다 지구의 물이 기본 원료에서 생겨난 것도 아니고, 혜성에서 온 것도 아니라면 대체 어디서 생겨난 것일까요? 하와이 대학의 알레산드로 모르비델리 교수는 소행성 띠에서 떨어진 운석과 지구의 물이 같은 이유를 해석해 보았습니다. 그리고 태양계 행성의 형성 과정에 대한 오랜 의문을 완전히 다른 시각으로 바라보았습니다. 그는 처음으로 태양계 8개의 행성을 한꺼번에 살펴보았습니다. 그 이유는 행성은 모두 중력이라는 중요한 하나의 힘에 연결되어 있고, 행성은 점점 커지면서 상호 작용을 했다고 보았기 때문입니다. 그 중 목성은 태양계에서 가장 큰 행성으로 태양계 초기 단계에는 그 위력을 거침없이 발휘했습니다. 목성은 엄청난 중력으로 소행성들의 궤도를 흐트러뜨리고 서로 뒤섞었습니다. 이렇게 목성의 영향으로 지구가 건조한 소행성과 물기가 있는 소행성들이 섞여 탄생했다는 것이 그의 설명입니다. 현재 바닷물의 기원을 설명하는 데는 이 모르비델리의 설이 지배적입니다.

  

물의 기원과 외계생명체의 가능성 초기의 성분 그대로인 물을 찾을 수 있다면 지구와 같은 물이 있는 행성을 찾을 확률은 엄청나게 높아지고 외계 생명을 찾을 가능성도 함께 커집니다. 현재 과학자들은 지구에 물이 다양한 길로 유입됐다고 여기므로 그 가능성에 대해 어느 때보다 확신합니다. 존스 홉킨스 응용물리학 연구소의 캐리 리세 박사는 외계 생명이 있느냐고 묻는다면 주저 없이 “그렇다고 답할 것”이라 말합니다. 지구에 어떻게 바다가 생겼는지 보다 정확히 알아낸다면 지구 밖 어딘가에, 어쩌면 수백 광년 밖에 외계 생명체가 살 가능성도 밝혀낼 수 있을 것입니다.

 

 

 

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원문보기 : http://navercast.naver.com/science/documentary/2237