지구탄생 45억 6천만년의 기록....
지구는 매우 특별한 행성이다~
둘레가 4만 킬로미터에 이르는 거대한 암석덩어리이자 생명의 보금자리인 지구~
표면적의 3분의 2는 물이며 3분의 3은 육지 ~
공기중에 산소가 풍부한 지구는 생물체가 사는 유일한 행성으로 알려져있다. 아직까지는...
하지만 이 평온한 청록색의 오아시스에도 뼈아픈 상처가 남아있다.
엄청난 변화와 재앙에 가까운 참사를 견뎌야 했던 지구!
오십억년 가까운 시간동안 지구는 여러가지 변화를 겪었다.
불덩어리로 타올랐다가 얼음덩어리로 변했다가 물길에 휩쌓였다가 독가스로 뒤덮였었다...
현재 지구에 사는 생물체들은 대량멸종일 줄줄이 이어지는 가운데서 살아남은 운좋은 생존자 들이다..
4억년전 지구의 나이는 이제 사십억년을 훌쩍 넘었다..
향후 일억년간 여러개의 대륙판은 다시 한곳으로 모여든다..
그리고 이시기에 오존층이란 방패막이 덕분에 생물체는 바다에서 자유롭게 벗어나 육지를 정복한다.
지구는 이제 열대성 습지의 세상으로 변했다.
대륙이동설
기상학자였던 알프레드 베게너는 그린란드에서 북극의 대기변화를 연구하던 중 빙하에서 얼음이 갈라지듯 대륙이 분리했다고 생각했다. 그리고 사후 30년후 그의 주장은 입증되었다.
그가 살아있었다면, 기뻐서 그린란드 북극 빙하의 얼음 조각이라도 삼킬듯이 무척 기뻐했을 것이다.
하지만 그는 차가운 그린란드 빙하에 묻혀있다.
냉동된 그의 시신도 대륙이동으로 처음보다 1M 가량 위로 움직였을 것이다.
진지하게 연구중인 생전의 알프레드 베게너
모두 알다시피 지구역시 살아움직이는 거대한 생명체이다.
지구의 지각변동은 지진과 화산활동 그리고 쓰나미까지 발생시킨다.
그래서 어떤 사람들은 이것이 불길한 징조라고 생각한다.
뭐 개인적으로 불길하게 생각하는 것까지 뭐라 할 수는 없지만, 신에게 순종하지 않는 인종들을 향한 분노의 표현이라 공공연히 말하는 일부 무지한 사람들을 보면 실소를 금할 수 없다.
그 말을 믿느니 차라리 그리스 신화속 신들의 이야기를 사실 그대로 믿는 편이 정신건강에 이로울 듯 싶다.
이 현상들은 자연적인 현상들이고 지구를 이루는 판의 움직임이 가져온 결과일 뿐이며 신에게 순종하는 인종들도 언제고 겪을 수 있는 자연현상이다.
암튼, 대륙이동설을 최초로 주장한 알프레드 베게너 그는 지금의 대륙이 하나의 대륙이었다고 주장하였다. 아프리카 대륙의 서해안선과 남미대륙의 동해안선의 일치하고 그리고 3억년전에 생존했던 메소사우루스 파출류 화석들이 그 증거였다. 같은곳에 살았던 이들이 남미와 아프리카에서 발굴된 것이다.
당시 많은 과학자들은 대륙이동설을 인정하지 않았다. 그 유명한 알베르트 아인슈타인조차 1955년 찰스햅굿이라는 대륙이동설을 강력히 부정한 지질학자의 "움직이는 지각" 이라는 책에 열광적인 서문을 기재할 정도였다. 물리학자로서의 한계를 솔직히 고백한 그의 행동이라 볼 수 있다.
암튼 대륙이동을 일으키는 힘이 어디서 오는지 밝힐 수 없었기 때문에 대륙이동설은 초장기 많은 사람들로부터 무시를 당했다. 하지만 그힘은 지구 내부의 방사성 열 때문에 대류 현상이 일어난다는 사실을 최초로 이해했던 영국의 지질학자 아서 홈스에 의해 밝혀진다.
그럼 내부 방사성의 열은 왜 발생하는 것인가?
이것을 설명하기 위해서는 지구탄생 이전 137억년 빅뱅의 시간으로 돌아가야 한다.
대폭발과 함께 원소중 가장 가벼운 수소와 헬륨이 만들어 졌다.
수소와헬륨이 뭉쳐져서 만든 우주의 첫번째 별에서 또다른 원소들이 탄생하게 된다.
별에서는 많은 핵반응이 일어난다 . 각기 다른 원소를 만들기 위해서
기존이 다른 원소들이 함께 부딪히면서 다른 원소가 만들어진다.
별의 내부에선 수소의 핵융합이 일어난다. 높은 온도와 압력으로 인해 두개의 가벼운 원소가 충돌하면서 보다 무거운 원소를 만들어 내는 과정이다.
이렇게 별의 내부에서 수소가 모두 헬륨으로 바뀌면 내부압력이 낮아지면서 크게 부풀어 오른다.
중심온도가 1억도에 가까워진 이때 우리생명에 필요한 다양한 원소가 만들어 진다.
헬륨은 탄소가 되고 규소가 되고 산소가 되면서 계속 무거운 원소를 만들어낸다.
하지만 철보다 무거운 원소는 만들지 못한다.
만약 질량이 굉장히 큰 별이 수소, 헬륨, 라튬과 같은 모든 가벼운 원소들을 연소한 후에도
여전히 질량이 매우 크다면 , 그 별은 생명을 다했을때 폭발하게 된다.
폭발할 때는 철이나 그 보다 무거운 원소들을 만드는 필수적인 에너지가 나오게 된다.
태앙보다 10억배나 밝은 빛을 발산하면서 엄청난 에너지를 순간적으로 방출한다.
초신성의 폭발과 함께 만들어진 원소들은 우주공간의 새로운 별 탄생의 에너지로 사용된다.
초신성 폭발 모습
50억년전 초신성의 잔해가 수소와 헬륨에 섞여 태양계가 그 모습을 드러냈다.
태양계의 형성과 함께 중력작용에 의해 운석들이 뭉쳐서 지구가 탄생하게 된것이다.
엄청난 충돌로 뜨거워진 지구는 마그마가 바다를 이룰만큼 뜨거워 지면서 물질의 분리가 일어나기 시작한다.
중력에 의해 철과 니켈 처럼 무거운 원소는 지구 중심으로 가라 앉았고
압력과 밀도가 높아지면서 핵을 형성하게 되었다.
산소나 규소 같은 가벼운 원소들은 위로 떠올라 지각을 이루었다.
지구가 탄생한지 45억 6천만년이 흘렀지만 지구의 내부는 아직도 뜨겁다.
방사성원소가 방출하는 열기때문이다.
바로 이 뜨거운 내부의 열기가 지구를 사라움직에게 한다.
지구내부구조
1939년 발생한 2차세계대전으로 인해 지구의 해안판을 발견하게 된다.
지구의 대륙판
미국은 전쟁의 승리를 위해 해양지도를 만들게 되는데
이때 참전한 해리헤스라는 젊은 지질학자가 있었다.
전쟁이 끝난후 그는 세계해양지도에 담긴 비밀을 밝혀냈다.
그동안 모든 사람들이 믿었던 것처럼 바다 밑바닥이 오래 전에 만들어 진 것이라면,
강이나 호수의 바닥에 쌓인 진흙처럼 바다 밑에도 두꺼운 퇴적층이 쌓여 있어야만 했다.
그러나 그의 측정결과 거의 모든 곳이 깊은 계곡 , 협곡 및 화산 활동으로 만들어진 산들이 널려 있었다.
지구에서 가장 크고 거대한 산맥은 대부분 바다 밑에 있었던 것이다.
그는 5대양을 관통하는 거대한 해저산맥을 발견했다.
해저산맥에선 화산활동이 활발하게 일어나고 있었다.
마그마가 분출되면서 해저가 확장된다고 주장했다.
마그마가 분출하면서 대륙판을 밀어내며 치솟고 이때 바닷물에
식어 새로운 지각을 형성하게 된다.
그리고 오래된 지각은 옆으로 밀려나게 된다.
헤리해스는 해저확장설을 주장했고 이는 대륙이 어떻게 움직이는지에 대한 설득력 있는 가설이다.
베게너가 제안했던 거처럼 딱딱한 암석이 이동하는 게 아니라
해안판을 통해 대륙이 운반된다는 것이다.
헤리해스의 주장은 1960년대 켐프리지 대학의 인도양 탐사에서 확인되었다.
해저면의 자기장은 중앙해령을 중심으로 해저의 자기장 방향이 규칙적으로 달라진다.
암석이 만들어질때 내부의 철광석이 지구의 자기장 방향으로 향하게 된다.
시간에 따라 자기장 방향이 바뀐다.
이 방향전환은 매우 불규칙적으로 진행되는데
지난 1800만년 동안 평균적으로 50만년을 주기로 자기장 방향이 전환되었다.
해저가 확장되면 새롭게 형성되는 해저지각의 철광석들이
당시에 자기장방향으로 배열되는 것이다.
그런데 일정한 방향으로 자기장의 방향이 달라지고 있었다.
해저의 바닥은 중앙해령을 중심으로 자기장의 방향이 일정하게 달라지며 띠모양으로 배열되어 있었다.
해저지각에 나타난 자기장의 방향변화는 대륙이 이동했다는 결정적인 증거이다.
해저는 마치 이중 컨베이어 벨트와 같다.
지각이 해령에서 퍼져 나가는 것이다.
이원리에 따라 대륙이 새로형성된다.
해저 확장설은 대륙이동과 같은 원리로 일어난다.
해저확정설을 증명하면 대륙이동설도 증명하는 것이다.
지구는 끊임없이 움직이는 10여개의 판으로 이루어져 잇다.
대륙판을 움직이는 원동력은 지표면 깁숙한 곳에서 움직이는 맨틀이다
지각아래에서 형성된 열이 대류현상으로 끊임없이 지각을 밀어내는 것이다.
대륙판은 해양지각이 확장하듯이 서로 멀어지기도 하지만
두대륙판이 서로 충돌하면서 경계가 상승하기도 한다.
판의충돌로 높은산이 만들어지기도 한다.
지구 내부의 열은 판을 움직이게 한다.
지구 내부에서 열은 축척되며 이 열의 일부분이 표면으로 방출되는 것이다.
판이 움직이는 것도 이렇게 열이 방출되는 과정으로 볼 수 잇다.
지구 내부에 간직한 뜨거운 열기가 지구를 움직이는 힘이였다.
이처럼 지구는 끊임없이 살아움직이는 생명의 별이다.
둘레 4만km 지름 12,756km 전체면적의 70%는 바다로 이루어진 푸른행성 지구는
언제 태어났을까?
아름다운 우리의 행성지구
스코틀렌드 엔든버러 해안에는 지질학 역사에서 특별한 장소가 있다.
당시 서양사람들은 노아의 대홍수때 엄청난 양의 광물질이 침전하여 지구의 퇴적암을 만들었다고 생각하였다.
하지만 스코틀랜드 엔든버러의 시카포인트라 불리는 지역에서 제임스 허턴에 의해 암석이 발견된후 사람들의 생각은 바뀌기 시작한다.
회색바위가 밑에 있고 붉고 어린 바위는 위에 있었다. 이 교차점은 두 바위 사이에는 천만년 정도의 시간차가 있다는 것이다. 제임스 허턴이라는 18세기 영국의 지질학자는 지질학적 변화가 현재와 과거에 같은 방식으로 일어났다는 동일과정설을 주장했다.
제임스 허턴은 지구가 성경에 씌여져 있는 것처럼 어떤 사건에의해 갑자기 만들어 진 것이 아니라 끊임없는 침식과 퇴적으로 만들어 졌다고 주장했다. 지구는 엔진이다. 계속 작동하면서 새로운 바위를 만들어 낸다.
하지만 당시는 18세기 신이 과학을 지배하던 시기였다.
당시 사람들은 지구는 6천년전 신이 창조했다고 강력하게 믿고 있었다.
지금도 일부 그런 사람들이 있지만...안타까운 일이다. 신앙은 이성을 뛰어넘는 것이지만, 비이성적이거나 무지할 필요는 없다.
Siccar point
현제 "방사성 동위원서 연대측정법" 이란 방법으로 지구의 나이를 계산하고 있다.
뭐 용어가 좀 어려워 보여서 그렇치 알고 보면 별거 아니다.
암석에 포함된 우라늄은 자연상태 에서 일정한 속도로 붕괴하며 납으로 변한다.
즉 납과 우라늄의 함량을 측정해 우라늄이 언제 형성되었는지 그 시기를 측정한다.
이것을 발견한 최초의 과학자는 영국의 지질학자 아서홈스(1890-1965년) 이다.
지구의 나이가 45억 6천만년으로 계산된 시기는 1956년이다.
그간 인간은 얼마나 무지하게 살아왔던 것인가...ㅋ
방사성 동위원서 연대측정을 위한 수집작업
우리가 살고 있는 행성이 언제 형성되었는지도 모르고 살아온 세월이 참으로 야속하다.
45억6천만년을 24시간으로 암축할때 생명의 번성은 10시 인간은 자정 2초전에 등장했다는 결론에 이른다.
태양이 50억년전에 형성되고 그 주위에 행성이 될 정도로 크게 뭉쳐지지 못한 작은 덩어리들이 수많은
소행성과 혜성으로 떠돌면서 지구를 비롯한 다른 행성들과 충돌을 했다.
태양계가 만들어진 후에 일어난 그런 충돌의 수는 무척 많았다.
소행성과의 충돌로 점검 지구는 커지게 되고 , 지금의 절반크기가 되었을때는 일 년에 천번이상의 미행성들과 충돌이 있었다. 충돌과 함께 엄청난 열에너지(섭씨 4400도)가 발생하면서 지구의 표면은 녹아내렸다. 지구가 거의 액체상태로 존재했다는 것이다.
이때 탄생되지 않았음에 신께 진심으로 감사 드린다.
지구형성기...엄청난 수난이 동반되네요~
암튼 미행성체가 지구와 충돌하면서 엄청난 고온 고압 상태가 되고
초장기 지구에는 우라늄, 토륨, 칼륨과 같은 방사성 물질이 꽤나 많았다.
방사성 원소가 붕괴하면서 발생하는 열때문에 지구는 오래시간 식지않았다.
암석이 녹으면서 암석안에 포함된 물(지구 초장기 수분이 포함된 우주 암석들의 충돌로 물이 유입되었을 걸로 추정됨) 지각아래 갇히게 된다.
흐르는 시간앞에서 장사는 없는법...오랜 시간후 온도가 내려간 지구는 지각을 드디어 형성하기 시작한다. 지긱변동과 함께 물은 수중기 상태로 대기에 방출됩니다. 대기에 이산화탄소와 결합된 수중기는 구름의 형태로 대기를 둘러싸게 되고 구름은 비가되어 수백만년 동안 대지에 내린다.
그리고 지표면의 90%는 거대한 바다를 이룬다.
바다에는 철이 풍부했으로 바다색은 황녹색으로 보였다.
이산화탄소가 가득한 하늘빛은 붉은색이었다.
먼지로 가득한 공기는 사람을 납짝하게 누를정도로 압력이 높았다
지표면의 온도는 섭씨 90도로 추정되고 지구는 화강함 행성으로 변하고 있었다.
최초의 지구대기에 가득한 것은 암모니아, 수소, 메테인 과 같은 가스뿐이었다.
35억년전 원시바다에서 최초의 생명 단세포 박테리아가 탄생했다.
이들의 먹기는 바다에 가득한 무기물 이었고 생명이 번성하면서 생존경쟁이 시작되었다.
이때 몇몇 박테리아가 태양의 에너지에서 양분을 얻기 시작한다.
빛에너지와 이산화타소를 이용해 영양분을 만들고 대신 산소를 내뿜는 광합성을 하기 시작한 것이다.
스트로마톨라이트(Stromatolite) 지구최초의 산소생성 유기물(광합성을 하는 박테라이들이 층층이 쌓인 덩어리) 이 등장하게 된다.
Stromatolite 서호주 샤크만 해안에 있다.
34억년전 거대한 녹색바다가 지구를 점령하게 된것이다.
생명의 근원이 바다는 이렇게 지구탄생과 순환의 과정을 통해 만들어졌다.
해저면의 화산활동으로 지각이 융기되며 단단한 암석이 만들어지고 대륙형성의 초석이된다.
화산활동으로 인해 지표면이 융기하면서 바다밑에 있는 지각은 조각이 났다.
이때문에 녹은 용암사이로 물이 스며든다.
이때 물과 현무암성질의 용암이 섞이면서 화강암이 만들어졌다.
화강암이 융기하면서 최초의 대륙지각이 형성되었다.
대륙성 암석인 화강암은 가벼워서 해양지각이나 맨틀위에 떠있다고 보면된다.
향후 20억년동안 화강암질의 원시대륙은 매우 커졌다.
25억년전 지구의 해변은 광합성 작용을 하는 미생물인 스토라마톨라이트가 뒤덥고있었다.
공기중엔 산소가 가득했다. 1경톤의 산소를 공기중에 배출했다.
처음에 산소는 바다로 유입되었고 바다속 철을 부식시켰다
철이 바다에서 살아지자 바다는 초록색에서 푸른색으로 변했다.
공기중으로 산소가 유입되면서 두꺼운 이산화탄소 막은 희석되고 공기는 깨끗해졌다.
20억년간 산소가 지속적으로 생성된 이후에 지구는 푸른색으로 변신했다
바다에서 시작된 최초의 생명체는 태양의 자외선을 피해 30억년동안 바다에만 머물렀다.
생명체들이 육지에 착륙한것은 지구대기에 산소가 공급된 이후이다.
바다에서 탄생된 최초의 생명체들이 지구 대기에 산소를 불어놓은 주인공들이다.
산소는 생명의 역사책에서 상대적으로 늦게 등장한다.
초창기 지구모습 ( 공포영화의 한장면 입니다.)
현제 우리가 아는 바로는 지구가 우주 전체에서 유일하게 대기중에 산소 기체가 존재하는 곳이다.
그 이유는 이 산소가 바로 생명체에 의해 만들어지기 때문이다.
산소가 풍부해진 지구는 많은 변화를 가져왔다.
단세포들이 풍부해진 산소환경에 적응하기 위해 선택한 방법은 바로 공생이다.
광합성을 하는 박테리아를 먹어삼킨 다음 세포기관으로 이용하기 시작한 것이다.
단세포의 박테리아들은 이를 계기로 다세포 생물로 진화한다.
다세포분열
15억년전 대륙판은 지표면의 25%를 차지할 만큼 커졌지만 대룩팽창은 끝난것이 아니었다.
해저면의 깊은곳에서의 힘은 대룩의 위치를 계속 제조종했다. 1년에 2.5cm 정도 대륙은 이동한다
10억년전 각각의 대륙은 대류사이에 있던 바다를 삼키고 한곳으로 뭉쳤다.
거대한 초대륙 로디니아(불모의땅)를 형성한다
로디니아때문에 지구는 거대한 눈덩이로 변한다
Rodinia
7억년전 지구가 마침내 첫번째 빙하시대로 돌입한다
로디니아 때문에 적도에서 극지방으로 흐르는 난류성 해류의 흐름이 차단된다.
극지방은 얼어붙었다. 이때 생긴 빙하는 태양광선을 반사했고 결국 지표면은 모두 얼어붙는다.
지표면이 온도는 영하40도이하로 떨어졌다
바다는 두께 1.6키로의 얼음장이 되고 녹조류와 원시생명체는 바다밑에 갇히게 된다.
극소수의 생명체를 제외하고 모든 생명체가 멸종한다
Gracial age (7억년전 1차 빙하기)
6억5천만년전 초대륙 로디니아가 1.6km의 얼음장으로 뒤덮힌 지표면을 떠나면서 기후에 다시 변화가
오기 시작한다.
거대한 화산폭발때문에 로디니아가 분리되는 중이었다.
지구에 담요를 덮어놓은 경우라서 지구 밑바닥에 있던 열기가 담요 밑으로 계속 모인것이다.
이 열기가 빙하의 종말을 부른것이다.
로디니아는 분리되었고 화산폭발로 생긴 이산화탄소 때문에 일시적인 온실효과도 발생했다
로디니아가 분리된 곳에서는 바다가 차오르고 살아남은 생명체는 진화를 거듭한다
카나다 로키산맥의 캄브리아기의 대변동 5억4000만년전 다양한 종류의 동물화석이 갑작스럽게 발견되었다.
4억년전 향후 1억년간 여러개의 대륙판은 다시 한곳으로 서서히 몰려든다.
초대륙 판기아의 형성기이다.
이무렵 풍부한 산소가 만들어낸 오존층 덕분에 생명체는 바다에서 자유롭게 벋어나 육지로 번성한다
오존층 형성으로 말미암아 생명들이 육지로 진출하게 됩니다
식물이 만들어낸 산소를 이용해 동물은 에너지를 생성하고 이산화탄소를 배출합니다.
이산화탄소는 식물의 영양분이며 탄수화물은 동물의 먹이가 된다.
이 과정중에 수많은 원소들이 순환하면서 생명활동이 이루어지고 있다.
원소들은 다양한 형태로 결합하고 분리하면서 지구와 생명체의 재료들을 만들어 낸다.
3억년전 지구는 열대성 습지로 번했다.
지구가 탄생한 이후 열대성 식물이 지표면을 장악했던 시기이다
열대성 습지대는 향후 6천만년간 지구를 장악한다.
이에 대한 증거는 석탄이다. 석탄은 수백만년간 식물이 축척되어 형성된 것으로
대부분의 석탄은 3억년전부터 존재한 것이다.
육지에서 죽은 식물이 분해되어 석탄으로 변하가는 동안,
대륙을 둘러싼 얕은 바다속에는 수백만년을 지속되며 죽어간 해양생물들이 남아있었다.
이것이 석유와 천연가스이다.
인간은 매년 석탄을 50억톤 가까이 캐내고 석유를 4조8척억리터 3조에 해당하는 천연가스를 채굴한다.
비옥했던 석탄기가 현제의 산업화를 가능하게 했다.
3억년전 식물과 곤충 양서류, 파충류가 바다를 떠나 진훍 투성이 해안에 나타났다.
3억년 전에 현대적인 생명체가 나타난 것이다.
Carboniferous period (4억년~2억5년만 석탄기)
그러나 또 지옥같은 힘에 맏닿들인다.
2억5천만년전 해저면의 화산활동으로 지구의지각이 흔들렸다.
지구밑의 맨틀덩어리는 종종 지각을 녹이고 융기했다.
백만년이 넘는 시간동안 지속됐다.
이러한 화산작용으로 미국 대륙을 300미터 아래로 묻어버릴 만한 용함이 분출됐다.
유독가스로 지구생명의 95%이상이 멸종했다
혼돈의 시기를 격은 지구는 새로운 초대륙 판기이가 지구를 점령했다.
pangae 시기 (2억5천만년전)
이런상황에서 멸종의 위기를 넘기고 살아남은 생명은 지구상에서 가장 악명높은 생명체로 진화했다.
바로 공룡이다.
덥고 산소가 풍부한 환경은 공룡의 덩치를 크게 만든 원인중 하나이다.
1억8천만년전 화산활동으로 지각이 새롭게 융기하며 대룩은 또다시 나누어지고 있었다.
1억년전 초대륙 판기아는 존재하지 않았다.
대륙이 분리되 후에도 공룡은 계속 존재했고 지구온난화는 계속 진행되었으며
이산화탄소 수치는 500%까지 상승했고 기온도 상승했다.
지구대룩에는 열대림이 형성되기 시작했다
싱상한 초목으로 공룡은 더 번성하고 커진다.
공룡이 따뜻하고 습한 환경에서 수백만년간 진화하면서 몸집이 엄청 커진것으로 추정된다.
1억년 전 지구는 공룡이 지배했다.
1억년전 공룡시대
화산활동으로 빌어먹을 다이아몬드가 나타난다.
다이아몬드는 탄소원소를 고압으로 누른 물질이다
1869년 남아프리카 킴버리 광선에서 다이아몬드 광산이 발견되면서 다이아몬드의 기원이 밝혀졌다.
다이아몬든 광산이 고대화산의 입구임이 밝혀진 것이다.
지표면 아래에서 160키로 밑으로 뻗어 있었다
이 깊은곳의 엄청난 압력과 온도 덕분에 다이아몬드가 만들어진 것이다.
이러한 다이아몬드는 다이아몬드를 품은 마그마가 시속 500키로로 지표면으로 분출될때 지표면에 등장한다
공룡시대에 등장한 다이아몬드는 오늘날에 이르기까지 흠집하나 없이 보존된다
6천5백만년전 지구에 활기가 넘쳤다.
생명체는 번성했다.
다이아몬드는 고압의 탄소덩이리다.
그러나 또한번의 재앙이 닥친다.
미국 콜로라도 6천5백만년전 암반에서 공룡의 멸종된 증거를 발견했다.
동식물의 무덤과 같은 6천5백만년전 지층에서 이리듐 이라는 희귀원소가 발견되었다.
대량멸종은 운석충돌이 하나의 원인으로 작용했다.
10년후 멕시코에서 지름 160키로에 달하는 칙술룹 분화구가 발견된다.
직경 9키로미터의 운석이 떨어졌다는 얘기다.
엎친데 덥친격으로 인도의 엄청난 화산분츨로 용암유가 쏟어죠나온다.
유독가스 구름과 운석먼지 구름으로 태양빛이 차단된뒤 빙하기가 다시 도래한다.
운석충돌과 화산분츨로 다시 2차 빙하기에 돌입하여 공룡은 모두 멸종한다.
5천만년전 공룡은 완전히 멸종시킨 대제앙을 견디고 생명체는 서서히 회복되었다.
이때, 최초의 포유류가 지구에 등장한다.
아프리카와 유럽 대륙판의 충돌로 생긴 마터호른산맥(알프스)도 이때 형성된 것으로 추정된다.
산맥이 일정한 정도의 높이를 유지하는 것은 눈, 비, 바람의 침식작용 때문이다
그랜드캐년 깊이 1.6키로미터 넓이 16키로미터 길이 450키로미터
하지만 지금도 여전히 커지고 있다.
600만년간 코로라도 강이 만든 작품이라 할 수 있다.
코로라도 고원의 극적인 융기도 함께 작용했을 것이다.
대륙이동 과정에 전체 고원이 밀려올라 나갔으며 고원은 해발 2천4백미터에 안착했다.
이런융기는 태평양판이 북아메리카 대륙으로 밀고 들어오면서 주름이 생긴것이다.
바룻바닥에 카페을 밀때 카페가장자리가 벽에 닿으면 불룩하게 올라오는 경우와 같다
아프리카와 유럽의 만남 (마터호른산)
200만년전 드디어 아프리카 동부 지구에 인류의 조상이 출현하게 된다.
같은 시기에 엄청난 결빙현상이 북극에서 남으로 퍼지기 시작함
또 다시 소 빙하기에 돌입되었다.
아프리카 전역에 인류의 조상들이 퍼져 살고 있었다.
파나마에서 화산이 폭발하면서 아메라카 대륙의 남북을 연결하는 지형이 형성되었고
이것이 해류의 흐름을 바꾸면서 소빙하기를 다시 초래하게 되었다.
빙하시대가 다시 수만년간 지속되었다.
빙하는 그 밑에 깔린 육지를 잘라내고 부스며 모양을 다듬었다
1만년전 마지막 빙하가 사라지면서 오늘날 우리의 지구의 모습이 만들어지게 된 것이다.
미국의 케이프 코드와 롱아일랜드는 북아메리카 지역의 빙하가 후퇴하면서
떨어져나온 표석위에 형성되었다
또한 빙하의 엄청난 무게때문에 지각이 패어 오늘날의 오대호가 만들어졌다.
소빙하기의 침식작용과 결빙작용으로 만들어낸 지금의 대륙 모습
1만년전 지구가 다시 온난해 지면서 초창기 인류가 지구를 차지하게 된다.
1만년 전 호모사피엔스
1만년 동안 지구는 역사상 드물게 기온이 안정되고 지질도 안정되게 유지되고 있다
하지만 영원할 수 없다.
1만5천 년 후에는 지구의 온도가 조금만 내려가면 극지방의 얼음이 다시 얼기 시작해 빙하기가 도래할 수도 있다. 빙하가 남쪽으로 내려와서 잘난 뉴욕도 대서양으로 밀어 버릴 수 있을 것이다.
빙하기를 넘기고 살아남는다 해도 이후 더 큰 시련들이 밀려올 것이다.
해안지대가 사라지고 모든 도시는 자취를 감출것이기 때문이다.
지금으로부터 2억년후 , 처음에는 지중해를 삼키고 그 다음은 대서양 바다를 삼키면서 새로온 초대륙 울티마판기야가 형성될 것이다.
대륙과 대륙의 충돌로 지각은 융기되고 새로운 산맥이 솓아 오를 것이다
지구는 또다시 요동칠것이며, 지표면의 온도와 산소수치의 변화로 대량멸종이 일어날 것이다
하지만 가장 무서운 것은 지표면의 움직임의 원인이 되고 있는 지구내부의 열에너지가 식는 것이다.
움직임의 연료가 떨어지면 지구는 죽고만다.
불타는 심장없이는 생명도 없다.
지표면은 사막으로 될것이며 공기와 물도 사라질 것이다.
지구의 생명을 유지하기 위한 인간의 노력은 필사적이어야 할 것이다.
그 힘이 지극히 미약할 지라도...
보너스 상식 코너
1.
물이 지구에 존재하게 된 이유중 다른 의견들도 있다.
많은 과학자는 지구도 화성처럼 아주 건조한 상태에서 시작했다고 믿는다.
그래서 태양계의 바깥쪽에서 날아온 혜성이 지구와 충돌하면서 물이 축적됐다고 생각하기도 한다.
우주공간의 온도는 매우 낮기때문에 혜성에는 다량의 얼음이 존재하였을 가능성이 높다.
1986년 미국의 루이스 프랭크 교수는 얼음으로 구성된 혜성이 지구와 부딪혀 바다를 형성했다는
혜성기원설을 주장했다.
2001년 ucla 마크해리슨 교수는 또 다른 가설을 주장한다.
마그마가 굳어서 형성된 암석덩어리중 지르콘은 지구 초장기의 흔적을 담고 있다.
크롬철강에 박혀 있는 녹색물질이 지르콘이다.
40억년전의 지르콘 결정에서 물이 존재했던 흔적을 발견하게 된것이다.
화학분석을 통해 지르콘이 낮은 온도에서 형성되었다는 것을 발견하였고
암석이 낮은 온도에서 형성되기 위해서는 물이 꼭 필요하다.
이것은 지구가 형성될때 이미 물이 존재했다는 것을 증명하는 것이다.
Zircon
2.
그럼 지구에 물이 어떻게 남았는가?
골디락스존(Goldirock zone) 태양과 같은 중심별로부터 적절한 거리에 위치해 액체 상태의 물이 존재 가능한 생명체 거주 가능 구역.
수성은 태양열의 과도로 건조하면 화성은 물이 흘렀던 흔적은 있으나 열 부족으로 얼음뿐인 차가운 행성이다.
지구는 매우 운이 좋다.
Gold Rock Zone 의 지구... 태양과 이거리를 계속 유지했으면 좋겠다.
3.
19세기말 멘델레예프(러시아)가 원소들사이에 존재하는 주기율의 법칙을 발견한다.
원소들 사이에 연결고리가 있다고 생각한 것이다.
수소 원자를 1로 가정하고 다른 원자들의 상대적 질량을 측정하였다
이를 원자량이라고 한다.
원자량이 다르지만 화학적 성질이 비슷한 원자들을 발견하고 족이라고 명명했다
지금까지 자연에서 발견한 원소는 92개이다.
이원소들의 성질을 결정하는 중성자가 발견되면서 오늘날의 정밀한 주기율표가 만들어졌다.
이 원소들이 서로 화학반응을 일으키며 지구를 만들고 변화시킨다.
주기율표... 조금 복잡해 보이네요
4. 지각 움직임을 가능하게 하는 2가지 진동의힘
이렇듯 지구가 탄생하여 생명의 별로 진화할 수 있었던 것은 지각의 움직임을 통해 밝혀진다.
물질에서 전해지는 진동에는 두 종류가 있다.
바로p파와 s파입니다.
p파는 파동과 진동의 방향이 같으므로 직선으로 움직이며 속도가 빠르다.
반면 파동과 진동의 방향이 수직을 이루는 s파는 속도가 느리고 액체를 통과하지 못한다.
이러한 지진파의 원리를 이용해 지구내부 지각과 맨틀의 경계면을 최초로 발견한 사람은
안드리야 모호로비치(1857~1963)이다.
1909년 그는 p파의 속도가 급격히 빨지는곳이 있음을 발견했다.
모호로비치는 지구의 내부가 서로 다른 물질로 이루어졌다고 생각했다.
지진파의 속도가 불연속으로 변화하는 층을 모호로비치 불연속면이라고 칭한다.
철과 니켈로 이루어진 외핵은 액체 상태이기 때문에 s파가 통고하지 못한다.
그리고 외핵안에 존재하는 내핵 또한 니켈과 철로 이루어져 있다.
하지만 지구의 압력이 내핵을 매우 견고하게 해주고 있다.
따라서 내핵은 고체 상태이다. 지진파를 통해 지구는 지각 그리고 맨틀 그리고 외핵과 내핵으로 이루어지고 있음을 확인했다.
그리고 지구의 가장 깊숙한 곳에 위치한 핵이 신비로운 힘을 지니고 있음을 알게되었는데 바로 자기장이다. 자기장은 지구에서 생명체들이 살아갈 수 있는 또 다른 조건을 만든다.
자기장은 길잡이다. (철세, 나침판)
윌리엄 길버트(1544-1603) 자기장 현상을 경험적으로 관찰하여 지침이 남북으로 향하는 이유를 밝혔다.
그는 지구 내부가 커다란 자석으로 이루어졌다고 단순하게 생각했다.
나침반의 바늘을 움직이는 힘이 지구 내부에 존재하는 자석에서 나온다고 생각한 것이다.
하지만 지구내부에서 발생하는 자기력은 자석이 아니라 전류에서 발생하는 전자기이다.
액체상태인 지구외핵은 전기저항이 적은 철과니켈로 이루어져있다.
맞닿은 두개의 금속온도가 다르면 대류현상과 함께 전기가 발생한다.
이때 발생한 전류가 외핵의 대류운동을 자기장으로 변화시킨다.
가장 놀라운 것은 지구의 내부에서 만들어진 자기장이 보이지 않는 막을 형성하며
지구를 감싸고 보호하고 있다는 것이다.
밴 엘런대(Van Allen belt) 지구 대기의 고층에 고에너지 입자가 많이 모여 강한 방사선을 내는 거대한 도넛 모양의 영역. 이것은 태양방사선과 플라즈마로 부터 우리를 보호하고 막아준다.
플라즈마가 지구에 도착하면 자기장이 태양의 반대방향으로 늘어나게 된다.
플라즈마도 자기장이 당기는 방향으로 흐르게 된다.
고무줄처럼 당겨졌던 자기장이 제자리로 돌아려는 힘에 의해 태양의 플라즈마를 튕겨낸다.
이것이 지구의 대기권까지 내려가고 자기장에 이끌려 북극과 남극으로 흩어진다.
오로라는 태양으로 부터 우리를 보호하고 있는 자기장에 의해 발생한 것이다.
지구의 외핵에서 발생하는 자기장
Van allen belt
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