지구는 왜 수십억 년 동안 불을 가질 수 없었을까요?

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지구의 나이는 약 45억 4천만 년이지만, 화석 증거에 따르면 불은 적절한 조건이 갖춰진 지 불과 수억 년 전에야 나타났습니다.

2023년 6월 캐나다 산불. 사진: 로이터 — 2023년 6월 캐나다 산불. 사진: *로이터*

지구는 불이 존재하는 것으로 알려진 유일한 행성입니다. 태양계에서 가장 뜨거운 행성인 금성 표면에는 뜨거운 마그마를 분출하는 화산이 존재할 수 있지만, 불이 존재했던 적은 없습니다. 수성, 목성, 그리고 태양계나 다른 항성계의 어떤 행성에서도 불이 존재했던 적은 없습니다.

사실 지구 역사에서 오랜 기간 동안 불은 존재하지 않았습니다. 지구 환경이 불이 나타나기에 적합해지기까지는 수십억 년이 걸렸습니다. 지구 최초의 생명체들은 대부분의 사람들이 생각하는 것보다 훨씬 더 오랫동안 불이 없는 세상 에서 살았습니다. 화산은 목성의 위성 이오에서 볼 수 있는 것과 같은 "불꽃"을 만들어낼 수 있지만, 이는 실제 불이 아니라 마그마가 분출구를 통해 솟아오르는 것입니다.

약 24억 년 전, 지구 대기는 박테리아 생명체의 출현으로 인해 메탄으로 이루어진 두꺼운 구름이었을 가능성이 높습니다. 그 후, 고대 남세균이 햇빛으로부터 에너지를 생성하기 시작하면서 산소 대격변이 발생했고, 이 과정에서 산소가 대기 중으로 방출되었습니다. 이로써 분자 산소가 대기 중에 처음으로 축적되기 시작했지만, 연소에 필요한 농도에는 아직 미치지 못했습니다. 대산화 사건이라고도 불리는 이 산소 대격변은 메탄을 불안정하게 만들고 온실 효과를 붕괴시켜 지구를 극심한 추위로 몰아넣었을 가능성이 있습니다. 지구는 극도로 추워졌고, 불은 더 이상 존재하지 않게 되었습니다.

식물이 연소하려면 대기 중 산소 농도가 13% 이상이어야 합니다. 하지만 산소 농도가 35%를 넘으면 화재가 너무 격렬하게 타올라 숲이 자라고 생존할 수 없게 됩니다. 산소 농도가 높아질수록 식물은 점점 더 쉽게 불붙는데, 35%가 한계치입니다. 이 수준을 넘어서면 식물 바이오매스가 쉽게 불이 붙어 매우 격렬하게 타오르기 때문에 숲의 지속 가능한 발전에 지장을 초래합니다.

약 4억 7천만 년 전 오르도비스기에 최초의 육상 식물인 이끼와 실 모양 이끼가 자라면서 산소를 더 많이 생산하게 되었고, 결국 화재를 일으킬 수 있을 만큼 충분한 농도에 도달했습니다. 과학자들은 지구상 최초의 화재 화석 증거인 약 4억 2천만 년 전 암석에 박혀 있는 숯 샘플을 발견했습니다. 그러나 산소 농도가 여전히 심하게 변동하던 시기였기 때문에 대규모 산불은 약 3억 8천3백만 년 전까지는 발생하지 않았습니다. 그 이후로 지구 곳곳에서 수많은 대형 산불이 발생했습니다.

투 타오 ( IFL 과학 에 따르면)

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