땅과 바다는 어떻게 만들어졌을까

45억 년 전 태양계에서 탄생한 지구에는 수 억 년 동안 미 행성(微 行星), 혜성 그리고 운석들이 충돌했고 지구는 점점 더 켜졌다. 충돌로 지구는 2천℃가까이 올라 암석(마그마. magma)이 녹아 지구를 덮었고 방사능 물질이 붕괴되면서 온도는 더욱 치솟았다. 한마디로 지구는 불덩어리였다. 결국 철이 녹는 온도를 넘어 녹은 철들이 중력으로 백만 년 동안 지구의 중심으로 이동하여 지구의 핵을 형성하였다. 지구의 중심 핵 주위에는 암석이 녹아 맨틀(mantle)을 이루며 대류현상이 나타났다. 지구는 밀도가 높은 철이 많은 핵, 두꺼운 맨틀, 그리고 암석권이라 불리는 지각 표층부로 만들어졌다. 

지구가 만들어지고 1억 년 쯤 지나면서 안정된 모습을 형성하면서 5억 년 이상 흘렀다. 점차 충돌하는 미 행성 등이 줄고 온도가 떨어지며 원시지각이 형성되었다. 약 10억 년에 걸쳐 냉각되어 화강암으로 만들어진 대륙이 처음 나타났다. 화강암은 맨틀에서 용융돼 형성된다. 그 당시의 지구는 자전속도는 지금보다 훨씬 빨랐고 1년도 훨씬 길었고 달은 지금보다 가까웠다. 대기는 산소는 없고 수소와 헬륨 등이었으나 강력한 태양풍으로 인하여 날아가 버렸다. 지구와 충돌한 미 행성과 혜성 등이 가져온 얼음, 유기물질 등이 초기 지구의 마그마 바다에서 생성된 화산기체와 함께 2차대기를 이루었다. 

지구는 한때 땅이 거의 없거나 전혀 없는 광대한 바다에 잠겼다. 시간이 흐르면서 맨틀 깊숙한 곳의 광물들이 수십억 년에 걸쳐 천천히 지구상의 물을 흡수하였다. 당시 지구 전체가 바다에 잠겨있었다면 바다에서 생명이 탄생했을 것이다. 지구상의 물이 지구 속으로 들어가는 것은 섭입(subduction)을 통해서이다. 지구에서 판이 움직이면서 판과 판이 서로 충돌할 때 무거운 해양판이 가벼운 대륙판 밑으로 밀려들어간다. 이 때 바닷물도 함께 흡수된다. 이 물이 맨틀의 현무암과 상호작용하여 화강암질의 지각을 만들게 된다. 

2021년 지구상에서 최초의 대륙을 만든 물은 지구 깊숙한 곳에서 왔다는 연구결과도 나왔다.

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03337-1#citeas