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원시 지구 대기의 형성입니다.
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원시 지구 대기의 형성
자, 우리의 열차는 운석-달-행성계-달-행성계로 이어지는 여러 정거장들을 차례로 통과했다. 이제는 지구로 돌아가서 우리의 푸른 행성에 대기가 만들어지고 바다가 만들어지는 과정들을 살피 기로 하자.
원시 지구가 현재 크기의 행성으로 성장하는 데에는 1억년도 채 걸리지 않았을 것으로 추정되고 있다. 그러나 이 1억년 이내의 시간에 일어난 사건들은 원시 지구에 대기와 바다를 만드는데 매우 중요한 역할을 하게 된다. 반경이 현재의 1/2 정도에 달한 원시 지구에는 평균하여 1년에 1,000개 이상의 미행성이 충돌했으리라 생각된다. 그러면서 지구의 부피가 커졌으며, 지구의 중력도 점점 더 강해지게 되어 미행성을 잡아당기는 힘도 증가했을 것이다.
그 결과 더 많은 미행성의 충돌이 일어났을 것이다. 더욱이 충돌하는 미행성의 속도는 매초 수 km에서 수십 km라는 상당히 빠른 속도이다. 이에 따른 충돌이 일어날 때 미행성 및 원시 지구의 지표에 포함되어 있던 휘발 성분은 순간적으로 증발해 버린다(충돌 탈가스 현상). 이러한 일이 하루에도 몇 차례씩 반복되고, 증발한 가스는 끊임없이 지표 위를 떠다니고 그 농도는 점차 증가한다. 결과적으로 어떤 시기에 원시 지구는 현재의 금성과 같이 그 표면이 두껍고 농도가 진한 가스로 덮이게 된다. 휘발성 성분 중에서도 특히 많은 양을 차지하는 것은 물과 이산화탄소이다, 그 중 물이 80% 이상이기 때문에 원시 지구의 대기는 수증기로 되어 있었다고 생각해도 좋다.
한편, 미행성의 충돌은 수증기와 이산화탄소를 방출시켜 원시 대기를 형성하는 것뿐만 아니라 다량의 충돌 에너지를 지표에 발산시키고, 이 에너지는 열 에너지로 전환된다. 원시 지구의 형성시, 방출되는 에너지의 총량은 지구가 46억년 동안 내부에서 발생시킨 열 에너지(주로 방사성 에너지)의 10배 이상에 달하는데, 그 원천은 거의가 미행성의 충돌 에너지이다. 이 정도의 막대한 에너지가 전부 열로 저장된다고 하면, 원시 지구의 온도는 10,000℃를 훨씬 넘게 되고 물질이 전부 가스로 변하여 거대한 가스 성운이 되어 버렸을지도 모른다.
한편 만일 원시 지구에 대기가 없었다고 한다면, 이들 열 에너지는 전부 우주 공간으로 도망가게 된다. 결국 미행성의 충돌 에너지가 어느 정도 원시 지구에 저장되는지 그 저장 방법에 따라 지구의 운명은 변하고, 진화의 과정도 달라질 것이다. 여기서 원시 대기의 존재가 지표 온도의 결정 에 중요한 역할을 하게 되었다.
-온실 효과와 보온 효과
태양으로부터 받은 빛은 지표에서 반사되면 적외선이 되어 다시 온실에 흡수되어 |
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2011.02.28
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