[지구 소개서] 45억년 푸른 행성 지구의 뜨겁고 깊은 이야기

지구 소개서 - 45억 년을 살아온 행성의 뜨겁고 깊은 이야기 ㅣ 인싸이드 과학 4
니콜라 콜티스 외 지음, 도나티엔 마리 그림, 신용림 옮김 / 풀빛 / 2023년 1월

 

지난 1월 15일 남태평양 퉁가 섬의 해저화산 '훈가 통가-훈가 하파이' 폭발 당시 발생한 화산 기둥이 57㎞까지 치솟아 역대 최고 규모였다는 연구 결과가 나왔다고 외신이 일제히 보도했다. 과학자들은 이번에 다중 위성 이미지로 높이를 측정하는 기술을 사용해 지난 1월 발생한 퉁가 화산의 폭발로 화산 기둥이 성층권을 넘어서 중간권에 속하는 57㎞ 높이까지 치솟았다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 사이언스지에 발표됐다. 영국 국립우주연구원 소속으로 이번 연구를 주도한 사이먼 프라우드 박사는 “연기 기둥이 주로 물과 약간의 재, 이산화황이 혼합돼 구성되어 있었다”고 밝혔다. 해저화산이 아닌 육상화산의 분출은 화산재와 이산화황이 더 많고 물이 적게 포함되어 있다. 그는 "인상적인 것은 화산 폭발이 얼마나 빠른 속도로 일어났는지”라며, “30분 만에 57km 높이의 구름으로 변했다. 지상에서 보았을 때 어땠을지 상상할 수 없다"라고 밝혔다. 해당 논문의 공동 조자 앤드류 프라타 박사는 "나를 매료시킨 것은 우산 기둥 중앙에 있는 돔과 같은 구조였다. 나는 전에 그런 것을 본 적이 없다"고 말했다.

이어 북유럽의 섬나라 아이슬란드의 수도 레이캬비크에서 남서쪽으로 약 40km 떨어져 있는 파그라달스피아들(Fagradalsfjall) 지역의 화산도 폭발했다. 미국 IT매체 씨넷은 이 지역의 화산 폭발 모습을 1월 21일(현지시간) 보도했다. 현지 매체 보도에 따르면 이 곳에서 화산이 분출된 것은 1240년 이후 처음으로, 약 800년 만의 일이다. 화산 폭발이 일어난 지 4시간 만에 화산 일대 사방 1km 지점은 용암으로 뒤덮였으나, 주변에 사람이 살지 않아 인명피해는 없는 것으로 확인됐다. 이번 화산 분출은 많은 드론들이 동원돼 놀라운 사진과 영상들이 촬영됐다고 씨넷은 전했다. 씨넷은 드론으로 촬영된 영상 중 비욘 스테인백(Bjorn Steinbekk)의 촬영한 영상이 최고라고 소개했다.

 

위 두 건의 보도는 가장 최근의 화산 폭발 보도다. 두 곳의 위치가 가까운 데 있지는 않지만 지구가 늘 움직이고 있다는 증거로 충분하다. 특히 퉁가 섬의 보도는 적잖은 우려를 내포하고 있다. 퉁가 섬이 기후변화를 가중시킬 염려와, 해저 화산은 쓰나미를 몰고 올 가능성이 크다는 우려를 제기하고 있다. 이처럼 우리가 사는 지구는 잠시도 쉼 없이 살아 움직이고 있다. 다만 지구 내부에서 일어난 변화이기 때문에 잘 알려지지 않고 현재까지는 정확한 지구 내 움직임을 관찰하거나 미리 알 수 없는 게 문제일 것이다. 지구의 인간이 달에 도착한 지 50년이 넘었고 최근에는 화성 거주가 가능한지 탐사가 계속되고 있다는 뉴스도 있었다. 인간의 우주에 대한 관심은 점점 커지고 발전하고 있지만 정작 우리가 사는 지구 내부에 대해서는 아직 많은 발전을 이루지 못한 단계이다. 물론 지구 내부의 성분 분석을 통해 탐사가 쉽지 않고, 정확하게 관찰하기도 어려운 상태라는 점을 확인했다는 사실 만으로도 지구에 대한 과학 연구가 부족하다고 판단할 수는 없다. 
다만 지구 과학의 역사도 항공 우주의 역사 못지 않게 오랜 기간 과학자들이 연구했지만 아마 지구는 인간이 살기에 나쁜 영향을 미치지는 않을 것이란 생각에서 연구나 탐사가 더디어졌을 것이란 예측은 가능하다. 평소 우리가 사는 지구는 고요하고 평온해 보인다. 땅과 바다, 하늘을 누비며 지구의 동식물들은 삶을 이어간다. 하지만 지축을 뒤흔드는 지진과 강력한 화산 폭발 등이 찾아올 때면 지구는 마치 웅크렸던 기지개를 켜는 것만 같다. 그때서야 우리는 어렴풋이 느낀다. “지구는 살아 있다.” 

 

이 책 『지구 소개서』는 살아 움직이는 지구에 대한 소개서이다. 이 소개서를 통해 지구는 표면적이고 단편적이었던 자신의 정보를 잘 이해할 수 있도록 내면의 속 깊은 이야기들을 털어놓는다. 자신을 연구해 온 과학자들의 노력과 흥미로운 연구 성과도 함께 담고 있다. 맨틀의 하부에 약 35억년 전 생성된 넓은 잠재력 대륙을 발견했고, 이를 통해 지구 표면 환경의 변화와 생물 종의 멸종, 지구 내부 활동 사이의 연관성을 파헤치는 연구는 흥미진진하다. 물론 과학자들의 연구 대부분에는 같은 결말이 붙는다. ‘아직 미스터리로 남아 있다’는 말이다.

이 책은 아직 미스터리한 행성 지구를 제대로 이해하려는 여러 시도들을 담고 있다. 지구과학과 지질학적으로 지구의 구조를 소개하기도 하지만, 아직 더 파헤쳐야 할 지구 생명력의 비밀을 풀어낼 시스템을 찾아가는 과정 역시 담겨 있다. 이 책은 지구과학자, 연구 교수 등이 공동 집필했다. 지구 연구 분야에서도 여러 가지 로 나뉘어 있음을 독자들이 깨달을 수도 있다. 우리가 지구에 대한 관심과 접근, 분석과 탐색의 과정에 대해 여러 가지 방법으로 지구를 스스로 보호해야 한다는 당위성을 이끌어내는 데 큰 몫을 할 것으로 독자는 기대한다. 지구를 이용만 할 것이 아니라 생물체로 인식해 병들지 않고, 스스로의 면역력으로 살아가는 데 인간이 나서야 한다는 데 초점을 모으고 있다. 지구 과학이 우리 인간이 하는 만큼 되돌려준다는 자연의 법칙에 존재한다는 점을 독자들이 예측할 수 있게 도움을 줄 것이다.

 

이 책은 지구의 현재 상태와 지금까지의 연구 결과를 토대로 한 지구의 성격, 그리고 미래에 대해 중점적으로 다루고 있다. 이는 인류의 삶과 종말과도 불가분의 관계임을 적시함으로써 지금 지구가 닥친 문제에 인간이 어디까지인지는 모르지만 최대한 보호해야 한다는 사명감도 깃들어 있다. 이 책은 모두 10장(章)으로 이루어져 있다. 1장 「핵폭탄으로 시작된 지구 속 탐사」, 2장 「화산은 재앙일까, 축복일까」, 3장 「지구를 들여다보는 초음파, 지진」, 4장 「지각이 만들고 기후가 조각하다」, 5장 「판이라는 퍼즐로 맞춰진 해저 세계」, 6장 「움직이는 지구 관찰하기」, 7장 「껍데기를 벗겨 보니, 맨틀」, 8장 「지구의 심장, 핵 속으로!」, 9장 「생명의 흔적을 담고 있는 광물」, 10장 「우주 속의 지구」 등이다.

이 책은 '프롤로그' 「들어가며」를 통해 지금 지구 과학은 지구의 보이는 면뿐만 아니라 보이지 않는 면까지 알게 되어, 우리의 행성을 말 그대로 재발견하게 되었다는 점을 전제로 하고 있다. 과학자들이 지구의 중심으로 향하는 진정한 항해에 성공하면서, 지구 깊숙한 곳까지 관찰하고 다양한 가설을 세울 수 있게 되었다는 점을 강조한다. 책은 놀랍게도 지구 과학의 폭발적인 발전이 핵폭탄으로부터 비롯된 것으로 말한다. "우선 지구물리학의 연구 범위가 폭발적으로 증가했는데, 2차 세계대전 시기에 여러 탐지 방법이 개발되면서부터였다. 이에 따라 지구물리학자들이 지구 연구에 박차를 가하면서 소위 '지구의 분노'라 불리던 현상을 설명할 수 있게 되었다. 지진 또는 예측 가능한 사소한 현상을 포함해 모든 유형의 화산 활동부터 판 구조론에 이르기까지, 이 모든 것을 알아가면서 우리는 차츰 '모든 것이 움직여야 아무것도 움직이지 않게 된다'는 말을 이해하게 됐다고 밝힌다.

 

책에 따르면 히로시마에 떨어뜨린 핵폭탄을 만든 과학자 프랜시스 버치는 놀랍게도 지구물리학 교수였다. 그가 만든 핵폭탄은 지구에 커다란 재앙의 씨앗을 심어 줌과 동시에, 아이러니하게도 인류가 지구 내부를 더 깊숙이 탐사하는 물꼬를 터 주었다. 2차 세계 대전이 끝나고, 지진학자들은 지진의 위치와 지진파의 도달 시간을 정확히 측정하기 위해 지구 전체를 포괄하는 표준화된 관측소 네트워크를 필요로 했다. 그리고 기회는 뜻밖에도 각국의 핵실험을 감시하던 세계 각지의 관측소에서 잡을 수 있었다. 최초의 핵 확산 금지 조약 덕분에, 이들 관측소에서 지진파 측정을 위한 데이터를 확보할 수 있게 된 것이다.

45억 년 이상을 살아온 행성 지구는 많은 내외부 변화를 겪으며 지금의 모습을 갖추었다. 그리고 아직도 움직이고 있다. 하지만 지구 생태계의 막내인 인류가 나타나면서 지구는 또 다른 변화에 맞닥뜨리게 되었다. 최초로 지구를 인공적으로 진동시킨 핵이 등장하고, 인류세로 대표되는 인류의 흔적으로 기후가 변화하고 지각에도 영향을 주고 있다. 이 책 『지구 소개서』는 지구의 본질을 들여다보면서 인류로 인해 찾아올 커다란 변화들에 대해서도 생각할 거리를 던진다. 지구가 이루고 있는 완전한 균형을 제대로 이해할 때, 인류의 미래와 지구와의 공존을 지킬 방법을 찾을 수 있을 것이다. 지구인이라면 가장 먼저 알아야 할 지구의 구성과 본질을 친절하게 설명하기 위해 만들어진 책이다. 지진과 화산부터 지각과 기후, 판 구조론과 해저, 맨틀과 핵, 광물에 대한 지구과학자들의 연구 결과를 통해 지구 깊숙한 곳으로 독자들을 초대하는 이 책은 지금도 움직이고, 갈라지고, 뒤틀리며 살아 숨 쉬고 있는 지구를 제대로 이해하고 우리와 지구의 관계를 이해하도록 도와주는 완벽한 설명서이다.

 

판 구조론과 관련하여 대륙이 여전히 움직이고 있다는 첫 번째 확인은 우리에게서 아주 멀리 떨어진 은하로부터 왔다. 천체는 망원경으로 관측할 수 있는 빛과 전자기파를 우주의 모든 방향으로 내뿜는다. 초장기선 전파간섭계라는 기술을 사용하여 은하에서 지구에 있는 2대의 망원경에 도달하는 빛의 시간차를 통해 두 지점간의 거리를 계산한다. 그러면 망원경 사이의 상대적인 거리를 mm 단위의 정밀도로 얻을 수 있다. 서로 다른 지각 판에 설치한 안테나에서 이것을 여러 번 측정하면, 지각 판이 각자 이동한다는 것을 알 수 있다.(p.126~127)

저자 : 니콜라 콜티스(Nicloas Coltice)

ENS(Ecole Normale Superieure) 고등사범학교 대학원의 교수이다. 그의 연구는 지구 깊은 곳의 역학과 우리가 살고 있는 표면과의 연관성에 중점을 두고 있다.

저자 : 로망 졸리벳(Romain Jolivet)

ENS 콘퍼런스 의장이다. 위성 및 지진 관측 기술을 사용하여 지진을 연구한다. 왜, 언제, 어떻게 이런 현상이 촉발되는지 이해하기 위해 주로 두 지진 사이의 조용했던 시간대에 중점을 두었다.

저자 : 장 아르튀르 올리브(Jean-Arthur Olive)

ENS 지질학 연구소의 CNRS 연구원이다. 그는 지각판 경계에서의 변형 물리학과 퇴적물, 열수 및 마그마 과정과의 상호 작용을 연구한다.

저자 : 알렉산더 슈브넬(Alexandre Schubnel)

ENS 지질 연구소 소속 교수이며 CNRS의 연구 책임자이다. 그는 최대 150km까지의 압력과 온도 조건을 재현할 수 있는 장치를 만들어 암석과 지진의 역학을 연구했다.

그림 : 도나티엔 마리(Donatien Mary)

스트라스부르 미술학과를 졸업한 만화가이자 일러스트레이터이자 조각가이다.

역자 : 신용림

한국외국어대학교를 졸업한 후 통번역 활동을 해왔다. 현재 번역 에이전시 엔터스코리아에서 출판기획 및 전문 번역가로 활동 중이다. 옮긴 책으로는 『마블 스튜디오 10주년 스페셜 매거진 2』, 『블랙 위도우 : 포에버 레드』 등이 있다.

 

<출판사로부터 도서를 제공받아 작성된 리뷰입니다.>