지구1

약 45억년 전에 형성된 지구는 태양계가 형성된 시점과 같이 생겨났다고 한다. 지구는 태양의 복사에너지에 의해 휘발성 성분이 제거되면서 규소를 주성분으로 하는 암석 종류와 철, 니켈 등의 금속성분이 남게 되고 원시 태양 주위를 공전하면서 합쳐져 그 크기가 점점 커지게 되는데 그렇게 커져서 어느 정도 크기과 중력을 가진 행성들을 미행성이라고 부른다. 작은 소행성이나 성간 물질을 유인하여 성장하는 미행성은 미행성의 크기가 커지면 커질수록 성장속도는 가속된다. 크기가 작은 행성들은 충돌하게 되면 충돌의 충격으로 조각들이 흩어지게 되지만 크기가 큰 행성들이 충돌하게 되면 중력이 강해서 탈출하는 조각들을 회수할 수 있기 때문이다. 이렇게 해서 태어난 미행성들 중에서 현재까지 남아 있는 것은 5개이다.

지구는 살짝 두꺼운 대기층으로 둘러싸여 있고 지금까지 발견된 지구형 행성 가운데 가장 크며 태양으로부터 세 번째 행성이다. 지구는 45억 6700만 년 전 형성되었으며 용암 활동이 활발했던 지구와 행성 테이아의 격렬한 충돌로 생성되었을 달을 위성으로 뒀다고 한다. 지구의 중력은 우주의 다른 물체나 태양과 지구의 유일한 자연위성인 달과 상호작용한다. 지구와 달 사이의 중력 때문에 조석 현상이 발생한다.

지구는 암석과 마그마로부터 방출된 기체들이 지구 주위에 중력으로 묶이면서 대기가 만들어진다. 이렇게 형성된 대기를 원시 대기라고 하는데 원시 대기를 이루는 물질은 지구를 형성한 소행성과 혜성 따위에 포함되어있던 휘발성 물질로부터 생겨났다. 지구가 식어가면서 마그마 바다가 식어 바닥이 생기게되고 혜성에 들어있던 미량의 물은 많은 양의 혜성이 떨어지면서 축적돼 마그마가 식어 바닥이 형성된 후에 원시 대기의 수증기 성분이 응결하여 비가 내리기 시작하였다. 이 비가 바다를 형성하였고 땅과 대기에 있던 염분들이 비에 의해 바다로 녹아들어 가면서 바다에서 소금을 얻을 수 있게 됐다고 한다.

지구는 바깥부분이 거의 완전히 녹은 상태를 경험하게 되면서 성장한다. 원시 지구의 열원은 크게 3가지로 설명할 수 있는데 첫 번째는 소행성의 충돌은 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 원시 지구를 뜨겁게 가열했으며 다른 하나는 중력 에너지이다. 충돌로 인한 가열 때문에 조금씩 녹기 시작하자 그 때까지 뒤섞여 있던 철과 규소가 중력에 의해서 서로 분리되어 무거운 철이 지구 중심으로 내려가면서 그 중력에너지를 열에너지의 형태로 방출하게 된다. 이게 두번째이고 마지막 세 번째는 원시 태양계 방사성 동위원소의 붕괴열이다. 지구 바깥부분이 완전히 녹은 상태를 마그마 바다라고 하는데 현재 마그마 바다의 깊이는 수백 km에 달했다고 알려져있다. 중력 분화가 끝난 뒤에 낙하할 소행성들도 정리가 되자 지구는 식기 시작했는데 그 때 마그마 바다가 식기 시작하면서 지각이 형성됐고 그 지각이 최초가 된다.

지구 바다의 해저에는 열수분출공과 같은 곳이 여러 곳 존재하였는데 최초는 36억 년 정도 전 고에너지 하에서 화학반응을 이용하는 특수한 유기물들이 생겨났고 그 유게물 들이 진화하면서 탄생한 것으로 추정된하고있다.

광합성을 할 수 있는 생명체들이 생겨나면서부터 태양 에너지를 곧바로 에너지원으로 활용할 수 있게 되고 그 결과로 생긴 산소는 바다에 제일 먼저 녹아들어가면서 엄청난 양의 산화철이 생겨났고 바다에 퇴적시켜졌다. 바다가 산소로 포화되는 데에는 10억 년에서 20억 년이 걸리는 것으로 추측하고 있고 계속되는 광합성은 산소를 대기로 방출시켰으며 그 산소가 오존층을 형성하게 된다. 지구 초기의 생물들은 단세포 생물로 지금의 원핵생물과 비슷했을 것이라고 추측한다. 지구에서 서로 합쳐지는 과정을 통해 한층 더 진화해왔고 진핵생물이 서로 군집하게 되면서 다세포 생물로 진화했다.

60년대부터 지구에 대한 가설이 존재했는데 7억 5천만 년 전부터 5억 8천만 년 전 시기에 전 지구가 얼음에 덮이는 혹독한 빙하기가 찾아왔었다는 이야기다. 이 가설을 눈덩이 지구라고 하는데, 빙하기가 끝나면서 캄브리아기 폭발로 다세포 생물이 갑자기 늘어나면서 종의 다양성이 많아진 현상을 말한다. 대폭발이 찾아왔다는 점에서 현재 특별한 관심을 끌고 있다.

5억 3천5백만 년 전의 캄브리아기의 대폭발 이후로 다세포 진핵생물은 육지에 올라오고 하늘에 나타났으며 바다에서는 생태계의 꼭짓점에 군림하는 등 엄청나게 생겨났다. 그렇지만 캄브리아기 이후 대부분을 멸종시킨 대량멸종사건이 다섯 차례 있었다는 것이 확인되었다. 대량멸종사건은 기존에 존재하던 생물들이 대부분 지구상에서 사라지게 됐지만 거기에서 살아남은 종들은 다시 진화하여 기존의 생태를 지켜나가게 된다는 점에서 결정적인 영향을 가져다 준 일이다. 공룡의 대량멸종은 판게아의 분열과 관련된 대규모 화산활동에 의했다고 생각되고 있으며 중생대 말의 대량멸종은 전 세계의 핵폭탄을 모두 한꺼번에 폭발시켰을 때보다 1만 배나 강한 위력의 운석 충돌의 이유일 것이라고 이야기됐다. 공룡의 대량멸종 이후 약 6400 만 년 전에 포유류가 등장하고 자리잡게 됐고 200만 년 전에 남아프리카 공화국 근처에서 포유류 가운데 원시인이 생기고 원시인이 진화하여 현대의 인간이 되었다고 알려져있다.

대륙지각이 충분히 형성되고 나서부터는 수억 년을 주기로 하여 지구 표면의 대륙들이 모이고 다시 합쳐지고 갈라지고 했는데 언제부터 시작되었는지는 아직 명확하게 모르고 있다. 때때로 뭉쳐져서 형성된 하나의 큰 대륙을 초대륙이라고 하는데 초대륙의 개수와 그 존재에 대해서는 의견이 아직 분분하다. 네나나 케놀랜드 등이 초대륙의 예이다. 지금까지 존재 시기가 결정된 초대륙에는 30억년전의 우르 그리고 18억년전 컬럼비아, 10억년~7억 5천만 년 전의 로디니아, 6억 년에서 5억 4천만 년 전의 판노시아, 그리고 2억 년 전의 판게아 등이 있으며 일부 학자들은 로라시아와 곤드와나대륙, 아메리카대륙, 현재의 아프로-유라시아 대륙도 초대륙이라 보기도 한다고 한다.

지각의 이동을 설명하는 방법은 여러가지로 변해왔는데 지규 수축설 이론은 가장 먼저 나온 이론이다. 지구의 속이 냉각하며 부피가 줄어들었다는 이론으로 르네 데카르트가 제안했지만 산맥이나 골짜기의 폭이라던지 특수한 지대만 있는 습곡 산맥 둥을 설명하지 못하였고 1940년대에는 이에 조금 더 발전된 저온기원설이 발표됐다. 저온기원설은 지구수축설을 누르고 잠시동안 지각의 이동을 설명하는 방법이 되었었는데 1912년, 독일의 알프레드 베게너가 대륙이동설을 발표했다. 하지만 원동력을 설명하지 못해서 지지를 받지 못하였고 또 그 다음으로 1929년 홈스에 의한 맨틀대류설이 나타났다. 맨틀대류설은 대류에 의한 판의 이동을 설명할 수 있어 습곡산맥, 해령, 해구 등을 설명하였고 1960년대 미국의 디에츠와 헤스 의 해저확장설은 해저의 해령에서 끊임없이 대륙이 생겨나간다고 주장하는 학설이였다. 가장 최근에 나온 설은 지진파를 통해 알아낸 지구 내부의 열 온도가 일정하지 않다는 것으로 나온 가설이 플룸구조론이다. 차가운 플룸과 뜨거운 플룸이 유동하면서 지구내부를 유동한다는 이야기인데 이 외에도 지금 새로운 가설들이 나오고 있지만 아직도 확실한 것이 무엇인지 아무도 모르고 있다.