우리의 몸은 작은 세포들로 이루어져 조화를 이루고 있듯이 지구와 우리의 태양계도 조그마한 각종 요소들이 모여서 전체를 이루고 있습니다.
지구를 구성하고 있는 요소들을 살펴보자면 우리 주변에서 볼 수 있는 커다란 암석은 작고 다양한 광물들로 이루어져 있고, 이러한 광물들은 더 작은 규모의 산소와 규소 등이 결합하여 이루어졌듯이 태양과 태양계의 모든 행성들과 천체들도 성간 기체와 작은 티끌에서 시작되었다 합니다.
태양계의 생성 과정
태양계가 형성되기 전 우주 공간에는 엄청난 양의 성간 기체와 티끌이 있었다 합니다. 넓은 우주 공간에 퍼져 있던 것들이 어떤 과정을 거쳐 현재와 같은 태양계를 이루었을까요?
우주의 생성 이론은 예로부터 여러 가지가 제시되고 있지만 현재에 가장 많은 과학자들에게 지지를 받고 있는 이론은 어떠한 압력으로 뭉쳐있던 우주의 물체들이 한꺼번에 폭발을 하면서 우주가 확장되어 간다는 빅뱅 입니다.
빅뱅의 폭발로부터 엄청난 양의 수소가스와 헬륨가스가 만들어지게 됩니다. 이보다 무거운 행성을 이루는 원소들은 별 내부의 핵융합과 초신성의 폭발 과정에서 만들어졌습니다.
이들 원소가 모인 성운이 현재 태양계 영역보다 더 큰 영역에 퍼져 있었습니다. 약 50억 년 전 성운 근처에서 초신성 폭발이 일어나 안정적이던 성운에 충격 파가 전달되어 밀도 차이가 생기게 됩니다.
밀도가 높은 부분이 자체 중력으로 수축하였으며, 성운 내부에서 응축과 충돌에 의해 입자가 모이고 쌓여서 커지는 집적의 과정이 시작이 됩니다. 이 과정에서 성운은 수축과 함께 서서히 회전해 가운데는 볼록하고 가장자리는 얇은 원반 모양을 이루게 됩니다.
자체적으로 회전하는 원반은 중력의 수축이 진행될수록 가운데 부분에 모여있는 입자들의 충돌에 의해 중심부의 온도가 올라가면서 원시 태양을 형성하게 됩니다.
이러한 과정을 거치면서 온도와 압력이 매우 높아진 원시 태양은 수소가 헬륨으로 융합하는 핵융합 과정을 통해 엄청난 열과 빛을 우주 공간으로 내뿜는 항성이 되며 하나의 행성 군의 중심이 됩니다.
태양 주위의 기체와 티끌들은 회전 원반과 같은 방향으로 원심력에 의해 계속 회전을 같이 하게 됩니다. 이들은 부분적으로 압력이 다른 부분끼리 중력에 의해 충돌하고 달라붙는 과정에서 크고 작은 덩어리를 이루며 원시 행성을 형성하는 물질로 성장하게 됩니다.
원시 태양에 가까운 영역에서는 메테인, 암모니아 등과 같은 가벼운 물질들은 증발하고, 녹는점이 높은 규소, 철, 니켈과 같은 무거운 물질은 산소와 결합해 지구형 행성들이 만들어지게 되며 수성, 금성, 지구, 화성과 같은 초기의 태양계를 이루는 행성들의 모양이 잡히게 됩니다.
원시 태양에서 먼 영역에서는 태양풍에 의해 밀려난 보다 가벼운 기체와 얼음 및 얼음으로 둘러싸인 티끌 등에 의해 목성형 행성으로 진화를 하였습니다.
행성이 구형인 이유 탄생초기의 행성은 지속적인 미행 성체의 충돌은 내부와 외부의 온도를 높였고 미행성체의 크기가 약 1000km 이상이 되면 물질들은 중심부로부터 작용하는 중력에 묶여 구형을 유지하게 되는 원리입니다.
태양계 성운에서 원시 지구가 생성된 후 지구는 다음과 같은 진화 과정을 거쳐 현재의 모습을 이루었다고 알려져 있습니다.
- 지구는 약 46억 년 전 수많은 미행성체와의 충돌로 뭉쳐지면서 형성되었습니다.
- 충돌로 생긴 뜨거운 열과 에너지로 모든 암석들이 녹아 지표면은 마그마의 바다가 형성됩니다.
- 당연하겠지만, 중력의 작용으로 철과 니켈 등을 포함하는 무거운 물질은 가라앉아 핵을 이루게 됩니다.
- 가벼운 물질은 떠올라 맨틀과 원시 지각을 형성하면서 층의 분화(내핵, 외핵, 맨틀, 지각)가 진행됩니다.
- 뜨거워졌던 지각은 시간이 지나면서 서서히 식어가며 지구의 온도는 점점 내려갑니다.
- 지표가 식으면서 원시 대기로 공급된 수증기와 다량의 기체들은 위로 올라가서 구름을 형성합니다.
- 형성된 구름은 많은 비를 내리며 이때문에 낮은 곳에 고인 물이 모여 원시 바다를 만들게 됩니다.
- 원시바다보다 높은 암석 등은 육지를 형성하게 됩니다.
- 대기 중의 이산화 탄소가 원시 바다에 녹아들어 탄산염 이온의 형태로 수권으로 이동하게 됩니다.
원시의 지구는 이러한 과정을 거쳐 바다와 육지 그리고 대기권 등을 형성하여 현재와 같은 지구 시스템을 이루게 되었다고 합니다.
이후 지루하고 오랫동안의 무의 시대가 지나고 원시 수중 생명체의 광합성으로 생성된 산소는 약 27억 년 전부터 대기 중에 축적되었습니다.
이후 오존층을 형성하기 시작한 후 바다에서 단세포 동물들이 나타나기 시작하였으며 뿐만 아니라 육지에서도 우리가 알고 있는 생명체의 초기 진화가 이루어지기 시작하였습니다.