뉴턴 과학잡지 세번째 이야기 - 바닷물의 생성

Newton 뉴턴 2017.3
뉴턴 편집부 지음 / 아이뉴턴(월간지) / 2017년 2월

뉴턴 과학잡지 3월호 역시 다양한 내용을 수록하고 있다.
기대에 어긋나지 않게 알찬 내용으로 구성되어 있어 마음이 든든해진다.

 

 목차를 살펴보면 알츠하이머 신약 개발 관련, 바다 탄생의 비밀, 우주 탐사선 경로 등이 눈길을 끈다.

자, 그럼 바다 탄생의 비밀을 파헤쳐 볼까
현재 최초의 바다를 탄생시킨 것은 호우로 추정하고 있으며, 지표면에 고인 물이 바다가 된 것으로 추측하고  있다.

 그러나...
문제는 물이 어디서 왔느냐이다.
이는 오랜 세월 동안 풀리지 않는 난제이다.
뉴턴 과학잡지에 수록된 바로는 몇가지 가설로 추측하고 있다.
첫째, 미행성의 혼입이다.
물은 지구의 재료였으며 미행성속에 포함되어 있었다는 점이다.
미행성에 중력이 가해지면 서로 낙하속도가 빨라져 내부에 포함되었던 물이 수증기로 방출된다. 미행성의 낙하가 진정되면서 대기싀 온도가 내려가고 대기 속의 수증기가 비가 되어 지표면에 바다가 탄생되었다고 추측하는 설이다.

 둘째, 원시 태양계 원반의 수소가스가 산소와 화학 반응을 일으켜 물이 생성되었다 가설이다. 마그마가 오션 상태이면 대류에 의해 마그마가 섞여 지표면에 산소가 지속적으로 공급된다. 이 가설은 마그마 오션을 유지할 수 있니냐가 관건이다. 첫 번째 가설처럼 미행성에 물이 포함되어 있으면 온실효과에 의해 마그마 오션을 유지하기 쉽지만 이 가설은 미행성에 물이 거의 포함되지 않는다는 점을 전제로 한다. 그래서 현재 원시행성의 질량이 아주 작아도 마그마 오션이 유지되는 가능성을 연구중에 있다.

세번째 가설은 혜성이다. 지구의 원형이 만들어진 다음 얼음덩어리인 혜성 등 물을 포함한 소천체가 대량으로 쏟아져 바다가 되었다는 설이다. 문제는 그 비율이 어느 정도인지이다.

 

 

 바다는 지구 표면적의 70%를 차지하고 있지만 지구 전체로 보면 바닷물의 무게는 전체 무게의 0.02%에 지나지 않는다는 점이다.
그렇다면 지구 내부에는 어느 정도의 물이 존재할까? 적어도 바닷물과 같은 양이거나 그 몇 배 이상되는 물이 존재한다고 추정된다.
2014년 지구의 핵에 포함되어 있는 혼합물은 수소이고 그 양을 물로 환산하면 현재 지구 바닷물의 80배에 해당된다고 연구성과를 발표했다. 대단한 성과이다.

이러한 가설들은 태양계가 어떻게 생겨났는가의  문제와 불가분의 관계이다. 또, 지구 바닷물의 기원에서 보면 지구 재료 물질로 얼음 먼지가 존재할 수 있느냐가 관건이다.
또한 현재 지구상의 바닷물은 너무 적다는 모순이 제기되고 있다. 사라진 물의 행방은 핵에 포함되어 있거나 맨틀 속에 포함되었을 가능성도 배제하지 않고 있다. 현재 태양계 형성 이론은 혼돈상태에 있으며 지구 바닷물의 기원은 지구 이외의 행성이나 외계 행성의 바다에 관한 연구 모델 구축을 위해 노력하고 있다.