지구진화 10단계 ㅡ7단계(일단! end)

판구조론/ 월말김어준과 박문호박사의 핑퐁강독 글로 재구성

#지구과학_판구조론_지구진화_7단계 '1차 산소 혁명' (5/end)

* 7단계는 월말강독에서 간략하게 맛보기만 설명되었지만, 책을 참조하여 부분적으로 인용하였고, 검색도 인용하였다.

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7단계는 '그레이트 옥시데이션 이벤트 Great Oxidation Event'다. 대 산소화 사건

지구 진화 7단계를 미리 조금 설명하자면 이러하다.

이 미생물에 의해 대략 지구 4억 년 전에 '황홀한 피부' 토양이 만들어졌다.

7단계는 상당히 복합적으로 진행된다. 7단계부터는 본격적인 생명현상이 나타난다. 7단계는 '그레이트 옥시데이션 이벤트 Great Oxidation Event'다.

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박테리아는 원핵세포이다. 바다 안에서 원핵세포는 발생했다. 그런데 그때 대륙은 이미 만들어졌는데, 왜 대륙 위에서는 생명체가 안 생겼을까? 그때의 대륙 바깥에는 오존층이 없었다. 오존층이 없으면 자외선이 지구표면까지 내려온다. 오존층은 지구 자기장에 의해서 생긴 것이며, 자기 방어막이라고 할 수 있다. 이 오존층이 태양풍으로부터 지구를 보호한다.

우리 생명체는 카본으로 되어 있다. 카본은 이중결합이다. 이것을 끊기가 굉장히 어렵다. 카본 여섯 개는 포도당이다.  생명체는 포도당이 있어야 한다. 그런데 자외선이 들어오면 카본을 쪼개버린다. 자외선이 카본 하나를 분해해 버린다. 즉 포도당이 형성될 기회를 안 주는 것이다. 생명체는 유기체이고 유기체는 곧 카본의 연결이다.

(* 어떤 넷플 시리즈에서, 태양빛이 이상현상을 일으켜, 갑자기 사람들이 죽고, 모든 음식에 맛이 없어져 버린다. 그래서 바다 밑의 안전한 지대로 소수만이 이주(도망) 해야 하는 긴박한 상황이 되었다. 갑자기 그 드라마 내용이 생각난다. 이상 현상은 오존층이 사라졌기 때문이었을까? 영화나 드라마도 과학적 지식이 있어야 더 풍부하게 볼 수 있는 듯. 요즘은 그렇게 영화나 시리즈를 만들기 때문인 듯.)

[ 지구 자기장이 형성된 것은 대략 27억 년 전쯤이다. 그전까지 지구의 핵은 내핵과 외핵으로 구분되지 않았고 철과 니켈로 구성된 액체 상태의 단일 핵이었다. 27억 년 전쯤에 지구 중심부가 내핵과 외핵으로 분화되었다.

지구 중심부는 5000도 고온에 350만 기압이다. 지구 중심부는 압력이 높기 때문에 지구 중심부 내핵은 5000도에서도 고체 상태다. 내핵의 외부는 압력이 내핵 중심부 보다 낮아 액체 상태를 유지한다. 액체 상태의 철로 구성된 외핵이 움직이면서(유동), 27억 년 전부터 지구에 자기장이 생성되었다. 그리고 약 24억 년 전에 자기장의 자기 방어 작용으로 오존층이 생성되었다. 지구 자기장은 강한 태양풍을 막아주는 지구 방어막이다. _  책 <빅 히스토리> 인용 ]

[선캄브리아 시대에 등장한 남세균이 광합성을 하며 대기에 산소가 생겨났고 이 산소들이 모여 오존층을 생성했다. 고생대 중기에는 다세포 생물들이 지상으로 진출할 수 있을 만큼 오존층이 두꺼워졌고 현재도 약간씩 형성(복구)되고 있다. _나무 위키_인용 ]

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영화에서 보면, 행성이나 도시 또는 우주선에 방어막이 작동하는 것을 보게 된다. 그것은 눈에 보이지 않지만 작동하여 적의 공격으로부터 행성이나 도시 및 선체를 보호한다. 지구도 같은 원리인 것이다. 자기장이 작동하고 있었기에 오존층이 형성될 수 있었다. 이 오존층이 태양으로부터 지구 안의 생명체를 보호한다.

[ 오존층은 태양에서 방출하는 해로운 자외선을 흡수하여 지표로 도달하는 것을 막아 생명체를 보호하는 역할을 한다. 또한 태양 복사 에너지를 흡수하여 대기를 가열시키고, 지구 복사 에너지가 대류권 밖으로 빠져나가는 것을 막아 준다. 만약 지구에 오존층이 없다면 지표면의 온도가 지금처럼 유지되지 않을 뿐만 아니라 자외선이 지표까지 그대로 도달하여 생물체가 존재하기 어려울 것이다.  _다음백과_ 인용]

[ 지구에 물이 유지될 수 있었던 원인은 이러하다. 태양에서 지구까지의 거리가 지구가 받는 태양 에너지의 양을 결정한다. 이 거리가 지구에서 물이 액체 상태로 유지하는 데 결정적인 역할을 했다. 또한 초기 지구 상태에서 100 기압 이상의 대기층과  자기장이 태양풍을 막아주었다. 그 결과 대규모의 액체 상태 물이 바다를 형성할 수 있었다. _책 / 빅히스토리 공부 p89~90 인용__ ]

[ 지구의 외핵에는 철과 같은 자성체 금속이 녹아서 액체상태로 존재하는데, 이것이 서서히 흐르면서 (지구 내부의 대류현상) 자기장을 변화시키고 시간당 자기연속의 변화로 형성되는 것이 지구자기장이라는 설이 유력하다.

상공 1,000~60,000 킬로미터에는 지구자기장에 붙잡힌 방사성 입자의 띠가 있는데 이것이 바로 밴 앨런대(Van Allen Belt)다. 밴 앨런대의 구성물질은 대부분 태양풍, 즉 태양에서 분출된 플라즈마인데, 만약 지구자기장이 없다면 이 입자들은 밴 앨런대에 붙잡히는 일 없이 지구 대기를 맹폭격하여 오존층을 전부 파괴해 버리고, 그 결과 태양광의 자외선이 전부 지표면으로 쏟아져 들어오게 될 것이다. 자외선이 토양의 세균과 바닷물의 플랑크톤을 모두 죽여버리면 지구는 화성과 같은 죽은 별이 될 수밖에 없으니, 지구에 생명이 존재하는 것은 지구자기장의 덕분이라 해도 과언이 아니다.

사실, 지구의 자기장은 암석형 행성 치고는 유독 별종 수준으로 매우 강력하며 체격 대비 자기장 세기는 목성이나 토성 같은 거대 가스형 행성들과 버금간다. 다시 말해 SF에서 나오는 에너지 방어막과 가장 가까운 것이 바로 지구자기장인 셈이다. 눈에 보이지 않는 전자기장이 지구의 생물들을 방사선과 자외선으로부터 지켜주고 있는 것이다. 지구가 체격에 비해 얼마나 대견한지 느껴지는 부분이다. _나무위키_ 인용 ]

(적정한 거리가 중요하다. 이 적절한 위치에 있었기 때문에 지구는 태양풍에 말라죽지 않을 수 있었다. 더군다나 지구 자기장이라는 방어막까지 갖췄다. 우리 눈에는 보이지 않지만 갑옷을 입은 셈이다.)

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그 이전까지는 박테리아만 존재했다. 인간도 세포로 구성되어 있고 식물도 세포로 구성되어 있다. 이것은 비슷한 세포이다. 예컨대 우리는 자외선 차단하려면 선크림 바르면 되는데, 식물은 하루종일 햇볕으로부터 도망가지 못한다. 식물에게도 동물에 있는 단백질 대부분이 있다. 그러면 이러한 단백질이 자외선에 쪼개질 수도 있는데, 식물은 자외선에 멀쩡하다. 그 이유는 무엇일까? 바로 3억 년 동안 식물이 선크림을 바른 것이다.  그 선크림 이름을 '비타민 C'이라고 한다. 이것이 자외선에 대한 방어벽이다. 그리고 또 자외선을 막아주는 방패 역할을 하는 두 단백질의 결합에서, 광합성이 출현한다.

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* 사진은 책 박문호 박사의 <빅 히스토리>