지구가 생명체에게 완벽한 행성인 이유

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2023년 5월 1일 월요일 16:41 (GMT+7)
2023년 5월 1일 16:41

지구는 태양으로부터 액체 상태의 물과 적당한 온도, 생명체가 발달할 수 있는 에너지원, 그리고 보호 자기장을 갖출 수 있는 최적의 거리를 가지고 있습니다.

"지구와 비슷한" 행성으로 묘사되는 행성들이 있는데, 이는 중력이 비슷하고, 항성과 충분히 가까워 따뜻하지만 너무 뜨겁지 않으며, 액체 상태의 물을 가지고 있을 가능성이 있기 때문입니다. 하지만 사실 지구는 생명체가 살기에 특히 적합한 여러 가지 다른 특징들을 가지고 있습니다.

첫 번째 요소

MIT 행성 과학자 사라 시거는 OurAmazingPlanet 에 "먼저, 분자들이 반응할 수 있는 매개체인 액체가 필요합니다."라고 말했습니다. 액체는 DNA와 단백질 같은 초기 물질들이 서로 상호작용하며 헤엄치며 생명을 창조하는 반응을 일으키는 곳입니다.

그리고 지구상에서 가장 유망한 액체이자 생명의 근원은 바로 물입니다. 물은 많은 물질을 녹이기 때문에 훌륭한 용매입니다. 또한 다른 많은 액체와 달리 얼면 뜨기 때문에 아래 층이 더 얼지 않도록 막아줍니다.

액체 상태의 물은 지구상 생명체의 탄생 조건을 만든 최초의 원소였다. 사진: 로이터 .

물이 얼면 가라앉는다고 가정하면, 표면의 또 다른 물층은 계속 얼어서 가라앉을 것이고, 결국에는 모든 물이 얼어붙어 생명을 낳는 화학 반응이 중단될 것입니다.

외계 생명체를 찾는 천문학자들은 일반적으로 모항성 주변의 "거주 가능 영역"에 있는 행성에 초점을 맞춥니다. 이 영역에 있는 행성들은 너무 뜨겁지도 차갑지도 않으며, 표면에 액체 물이 존재할 수 있습니다.

지구는 전형적인 "황금" 위치에 있으며, 태양 주변의 생명체 거주 가능 영역에 있습니다. 만약 지구의 궤도가 더 멀거나 더 가까웠다면, 지구는 화성처럼 차가운 사막이 되거나 금성처럼 용광로가 되어 생명체가 탄생하지 못했을 것입니다.

물론 외계 생명체는 지구와는 다른 규칙을 따를 수도 있습니다. 점점 더 많은 천체생물학자들은 우리가 일반적인 "황금" 지점 너머를 살펴볼 것을 제안하고 있습니다. 예를 들어 화성이나 금성 표면에는 현재 액체 상태의 물이 존재하지 않지만, 한때는 존재했을 수도 있습니다. 생명체는 그 시기에 진화하여 지하와 같은 더 안전한 곳으로 이동했거나, 지구의 일부 극한환경생물처럼 지구 환경이 더 악화됨에 따라 점차 적응했을 수도 있습니다.

지구는 모항성에 비해 너무 덥지도, 너무 춥지도 않은 이상적인 온도를 유지하고 있습니다. 사진: 로이터 .

또한, 다른 용매에도 생명체가 존재할 수 있습니다. 시거는 "토성의 위성 타이탄에는 액체 메탄과 에탄이 있습니다."라고 말합니다.

지구의 추가 기능

둘째, 생명에는 에너지가 필요합니다. 가장 확실한 에너지원은 모항성입니다. 지구에서는 햇빛이 식물의 광합성을 촉진합니다. 그리고 광합성으로 생성된 영양소는 지구 생명체의 많은 부분을 지탱합니다.

그러나 지구상의 많은 유기체는 심해 열수 분출구에서 나오는 화학 물질과 같은 다른 에너지원을 이용해 생존하므로 에너지는 용매만큼 부족하지 않습니다.

모든 요소가 갖춰졌음에도 불구하고 생명체가 살아가려면 아직 시간이 필요합니다. 행성은 생명을 유지할 수 있는 모항성이 필요합니다. 지구처럼 생명체가 진화하기에 충분한 시간인 최소 수십억 년 동안 열과 에너지를 공급해야 합니다.

어떤 별들은 수백만 년밖에 살지 못하고 죽습니다. 펜실베이니아 주립대학교의 천체생물학자 짐 캐스팅은 "하지만 생명은 매우 빠르게 시작될 수 있기 때문에 별의 나이는 그다지 중요하지 않습니다."라고 말합니다. 예를 들어 지구의 나이는 약 46억 년입니다. 지구에서 가장 오래된 생명체는 약 35억 년 전에 지구에 처음 나타났는데, 이는 생명체가 진화해 온 기간이 11억 년 이하라는 것을 의미합니다.

완보동물, 즉 물곰은 혹독하고 극한의 환경에서도 생명체가 형성될 수 있음을 보여주는 생물입니다. 사진: Shutterstock .

더 복잡한 생명체가 탄생하는 데는 시간이 걸렸습니다. 최초의 다세포 동물은 약 6억 년 전까지 지구에 나타나지 않았습니다. 지구와 태양이 충분히 오랫동안 존재했기 때문에 인간을 포함한 고등 생명체는 진화할 시간이 있었습니다.

지구 생명체에 기여한 다른 요소들도 있습니다. 다른 모항성들에 비해 태양 복사 에너지가 안정적이었다는 점, 그리고 태양에서 쏟아지는 대전 입자 폭풍으로부터 지구를 보호하는 자기장이 그 예입니다. 모항성에서 폭발적으로 분출된 복사 에너지는 초기 단계의 생명체를 멸종시켰을 가능성이 있습니다.

"하지만 연구자들은 이러한 요소들과 그 진정한 중요성을 끊임없이 재고하고 있습니다. 우리는 더 열린 마음으로 생명이 발생할 수 있는 모호한 영역을 찾으려고 노력하고 있습니다."라고 시거는 말했습니다.

지구는 독특한 요소들의 조합으로 인해 생명체가 존재할 수 있는 것으로 알려진 유일한 행성으로 남아 있습니다. 하지만 언젠가 인류는 비슷한 특성을 가진 다른 행성을 발견하거나 우주에서 생명체가 발생할 수 있는 다른 방식을 발견할지도 모릅니다.

큰 질문 - 우주

이 책은 천문학과 우주에 관한 20가지 질문을 논하는 형식으로 자연과학의 근본적인 문제들을 다룹니다. 예를 들어, 우주는 무엇인가? 우주의 크기는 얼마나 될까? 행성들은 왜 항상 공전하는가?...

황남

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