지구의 나이와 탐사

나는 46억 세이로소이다!

지구가 창조될 당시의 모양과 상황을 본 사람은 없다. 다만 지금까지 알려진 모든 자료를 분석해 가장 그럴싸하게 유추해 낸 이론들만이 있을 뿐이다.

이 가운데 지구를 포함한 우주를 종교적인 입장에서 본 창조론이 가장 많다. 구약성서 첫 구절에는 신이 엿새 만에 혼돈에서 오늘날과 같은 천지와 모든 생명체를 만들어냈다는 「천지 창조」 편이 등장한다. 그러나 우주 창조의 실마리가 되는 거사 날짜를 알리는 단서는 어디에서 찾아볼 수 없어 끝없는 논쟁거리가 되고 있다.

17세기 이후 약 100 년 동안 아일랜드의 대주교 제임스 유셔가 주장한 우주 창조론이 교회의 지지를 받아 부동의 진리로 받아들여지기도 했다.

"우주와 지구는 기원전 4004년 10월 24일 상오 9시에 창조되었다. 그때의 장면은 하늘과 땅이 갈라지고 공기와 물, 육지와 바다가 생겨났다."

이러한 성경적인 견해는 18세기까지도 받아들여졌는데 우주의 나이는 6천 내지 7천 년으로 추정됐다.

지구의 나이 논쟁은 1785년 스코틀랜드의 과학자 허턴이 혜성처럼 등장함으로써 뜨겁게 불붙기 시작했다.

허턴은 지구의 역사란 책에서 지구의 나이는 최소한 5억 년은 넘었다고 주장했다.

그는 지각의 변화 속도가 과거나 현재 모두 똑같다는 동일한 '동일 과정설'을 발표했다.

동일 과정설이란 해마다 쌓이는 퇴적층의 두께는 같다는 것이다. 그러나 이 방법은 퇴적층이 침식되고 융기하는 등 다른 힘의 작용이 존재한다는 것을 고려하지 않아 정확한 방법으로 평가받지 못했다.

또 다른 지구 나이 계산법이 등장했다.

1715 년 핼리는 바다의 염분 축적 비율을 계산해 지구나이를 환산하는 방법을 제안했다.

바다에서 물이 증발하게 되면 바다의 염분 농도는 증가하게 된다.

핼리는 초창기의 바다가 담수였다고 가정했다. 그리고 염분 농도 3%에 이른 바다의 나이는 원시 바다에서 10억 년이 지나야 한다는 논리에서 지구의 나이를 유추해 냈다.

1890년대는 지구의 나이 계산에 있어서 물리학자팀과 지질학, 생물학자팀이 한 팀을 이룬 두 세력이 팽팽히 맞서기도 했다.

물리학자팀은 지구가 지금처럼 고체의 형태가 된 것은 수백만 년밖에 안 되었다고 주장했다.

여기에 반기를 든 지질학자와 생물학자팀은 지구의 나이는 수십 억 년은 족히 되었다고 강력히 맞섰다.

바로 이때 새로운 물질이 발견돼 물리학자팀이 대참패를 당하고 말았다.

1896년 프랑스의 물리학자 베크렐 등 몇몇 과학자들에 의해 최초로 방사선이 발견됐다.

방사선 물질은 지구가 액체 덩이에서 지금의 온도로 식는 데까지는 수십 억 년이 걸렸음을 간단히 보여 주었다.

지질 화학자들은 방사선을 이용해 암석의 나이를 속속 밝혀 냈고 방사능 물질 시계를 이용해 30억 년 이상된 지구의 암석들을 찾아냈다.

이때부터 천문학자들은 단순한 종교적인 천지 창조론을 정면 공격하고 나섰다.

"지구와 인류를 하느님이 엿새 만에 창조해 낸다는 것은 간단한 일이 아니다. 여기에는 수십 억 년의 길고 긴 역사가 필요했다."

천문학자들은 약 46억 년 전에 태양, 달, 그리고 다른 행성들과 함께 지구가 탄생했다고 주장하고 있다.

태초에 지구는 먼지와 가스 형태의 구름이 벌처럼 우주공간을 빙글빙글 돌다가 순식간에 모여 이뤄 낸 거대한 가스 덩어리였을 것으로 추측하고 있다.

그 이후 지구 덩어리는 수백만 년에 걸쳐 서서히 식어 표면은 딱딱한 지각으로 변했다. 지각의 평균 두께는 약 20km에 이르며 가끔 뜨거운 용암이 지각을 뚫고 솟아오르기도 했다. 용암이 분출할 때 나온 가스가 대기를 구성하고 그 가스 가운데 일부가 수증기가 되었다.

가스가 대기로 올라가면서 온도는 차차 낮아지고 응결돼 비로 탈바꿈해 지상에 내려왔다. 이것이 최초의 강우였다. 낮은 유역을 따라 흘러내린 강물은 지구 최초의 바다가 되었다.

그리고 태양에서 세 번째 서열에 줄 서 있는 돌투성이지구에서는 원시 구름이 차차 얇아지면서 첫 빛줄기가 부서지기 시작했다.

인류는 46억 살 된 지구의 일부분일 뿐이다.

신비의 세계

지구에 대한 본격적인 탐사는 1936년 오스트레일리아의 브랜이 거의 폭탄선언에 가까운 연구 보고서를 발표한 뒤시작됐다.

뉴질랜드 태생으로서 오스트레일리아에서 활동한 브랜은 지구 내부의 밀도 분포에 대해서 연구했다.

그러나 지구 내부를 설명할 수 있는 정답은 지구상에 존재하지 않는다.

그 이유는 아무리 발달된 현대 과학 기술도 지하 8km 이하로 구멍을 파는 일은 불가능하기 때문이다.

지질학자들은 충격파 또는 고압 실험 등 각종 기술을 동원해 촉각으로 더듬듯 지구의 내부를 투영해 보고 있을 뿐이다.

지구는 크게 핵, 맨틀 그리고 지각으로 나눈다.

사과 껍질에 비유할 수 있는 지각은 두께가 약 32km에 이르며 대부분 고체 상태이다.

과학자들은 지각 내부를 통과하는 지진파 실험을 통해지각의 구성 물질을 추측하고 있다. 그들은 바다의 밑바닥과 대륙의 아래층이 현무암으로 이루어져 있고 대륙 위층은 화강암으로 형성돼 있다는 단서를 잡아 냈다.

지구의 지각은 수성이나 금성과 같이 오랜 옛날에 소행성과 충돌해 많은 분화구를 간직하고 있다는 설도 있다. 오늘날 지구 곳곳에서 직경 100m 이하로부터 100km 가너는 것에 이르기까지 약 80개의 거대한 분화구가 발견되었다.

한편 과학자들은 수천 개의 분화구가 더 있었는데 침식과 빙하로 인해 흔적도 없이 사라졌다고 주장한다.

지각 아래에는 1000km까지 불연속면이 이어지고 2900km까지 맨틀이 형성되어 있다.

지구 체적의 80%를 차지한 맨틀의 일부는 뜨거운 액체이고 나머지는 고체로 되어 있다.

일부 과학자들은 맨틀은 추잉껌과 비슷한 성질을 갖고 있다는 재미있는 주장을 펴고 있다.

맨틀 아래로 더 내려가면 영원한 수수께끼에 쌓인 핵에 도달한다. 핵은 철과 니켈이 녹은 액체이다. 지구 심장부인핵의 온도는 섭씨 약 4000도에 이르며 압력 또한 지표면의대기압보다 약 300 만 배 이상 높다.

지구의 표면은 드넓은 우주 바다의 한쪽 기슭에 불과하다. 그러나 태양계에서 하나뿐인 생명체의 고향, 지구의 무게는 6톤짜리 트럭을 100만 개 모아 놓은 것을 다시 10 억 배 곱한 값이다.

인공위성 타이로스가 지상 830km를 돌며 촬영한 약 2000장의 영상 자료를 보내왔다. 이를 모자이크 한 지구의 맨얼굴은 신비의 세계를 방불케 했다.

지구 표면의 대륙 분포를 살펴보면 북반구는 대륙이 많고 남반구에는 대륙이 적다.

이와 같은 대륙의 분포는 지구의 46억 년의 역사를 통해항상 같지는 않았다. 그 이유는 대륙이 매년 1~10cm의 속도로 서로 운동하고 있기 때문이다.

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