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 유사한" 행성으로 묘사되는 행성들이 있습니다. 이 행성들은 비슷한 중력을 가지고 있고, 모항성으로부터의 거리가 지구와 태양 사이의 거리와 비슷해서 따뜻하지만 너무 뜨겁지 않고, 액체 물이 있을 수도 있습니다. 하지만 사실 지구는 생명체가 살기에 특히 적합한 다른 특징도 많이 가지고 있습니다.

첫 번째 요소

MIT의 행성 과학자 사라 시거는 OurAmazingPlanet 에 "먼저 분자가 반응할 수 있는 매체, 즉 일종의 액체가 필요합니다."라고 말했습니다. 유체는 DNA와 단백질과 같은 초기 성분이 헤엄치고 서로 상호 작용하여 생명을 창조하는 반응을 수행하는 곳입니다.

그리고 지구상에서 가장 잠재적인 액체이자 생명의 근원은 바로 물입니다. 물은 많은 물질을 녹일 수 있는 능력 때문에 훌륭한 용매입니다. 또한 다른 많은 액체와 달리 얼면 뜨기 때문에 아래 층이 더 이상 얼지 않도록 하는 데 도움이 됩니다.

액체 상태의 물은 지구상의 생명을 가능하게 한 최초의 원소였습니다. 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 위치한 행성에 초점을 맞춥니다. 이 구역에서는 행성이 너무 뜨겁지도 차갑지도 않으며, 표면에 액체 물이 존재할 수 있습니다.

지구는 태양 주변의 거주 가능 영역에 위치한, 전형적인 "황금" 위치에 속합니다. 만약 지구의 궤도가 더 멀거나 더 가까웠다면, 지구는 화성처럼 추운 사막이 되거나 금성처럼 용광로가 되어 생명체가 발생하지 않았을 것입니다.

물론, 외계 생명체는 지구 생명체와 다른 규칙을 따를 수도 있습니다. 점점 더 많은 천체생물학자들은 일반적인 "황금" 위치를 넘어서 볼 것을 제안하고 있습니다. 예를 들어, 화성이나 금성 표면에는 현재 액체 상태의 물이 존재하지 않지만, 한때는 존재했을 수도 있습니다. 그 당시에 생명체가 진화하여 지하와 같은 더 안전한 장소로 이동했거나, 지구의 일부 극한환경생물처럼 지구가 살기 어려운 환경으로 바뀌면서 점차 그 환경에 적응했을 수도 있습니다.

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

또한 다른 용매에도 생명체가 포함되어 있을 수 있습니다. 시거는 "토성의 위성 타이탄에는 액체 메탄과 에탄이 있다"고 말했다.

지구의 추가 기능

둘째, 삶에는 에너지가 필요합니다. 가장 확실한 에너지원은 모항성이다. 지구에서는 햇빛이 식물의 광합성을 촉진합니다. 광합성을 통해 만들어진 영양소는 지구상 대부분의 생명체에 에너지를 공급합니다.

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

모든 재료가 갖춰져 있음에도 불구하고, 삶은 여전히 시간이 걸립니다. 행성은 적어도 수십억 년 동안 열과 에너지를 공급하며 살아갈 수 있는 모항성이 필요합니다. 이는 지구의 경우와 마찬가지로 생명체가 진화하기에 충분한 시간입니다.

일부 별은 죽기 전까지 수백만 년밖에 살지 못합니다. "하지만 생명은 매우 빠르게 시작될 수 있으므로 별의 나이는 그렇게 중요하지 않습니다."라고 펜실베이니아 주립 대학의 천체생물학자인 짐 캐스팅은 말했습니다. 예를 들어, 지구의 나이는 약 46억 년입니다. 지금까지 알려진 가장 오래된 유기체는 약 35억 년 전에 지구에 처음 등장했는데, 이는 생명체가 진화한 지 11억 년 이하의 기간 동안 존재해 왔다는 것을 의미합니다.

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

더욱 복잡한 생명체가 등장하려면 아직 오랜 시간이 필요합니다. 최초의 다세포 동물이 지구에 등장한 것은 약 6억 년 전이었습니다. 지구와 태양이 충분히 오랫동안 존재했기 때문에 인간을 포함한 고등 생명체가 진화할 시간이 있었습니다.

지구 생명체에 기여한 다른 세부 사항도 있는데, 예를 들어 태양 복사선이 다른 항성에 비해 안정적이고, 태양에서 오는 대전 입자 폭풍으로부터 지구를 보호하는 자기장이 있습니다. 모항성에서 폭발적으로 뿜어져 나오는 방사선은 초기 단계의 연약한 생명체를 멸종시킬 수 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 여러 요소의 조합으로 인해 생명체가 존재하는 것으로 알려진 유일한 행성으로 남아 있습니다. 하지만 언젠가 인간은 비슷한 특성을 지닌 다른 행성을 발견하거나 우주에서 생명이 발생할 수 있는 다른 방법을 찾아낼 수도 있을 것입니다.

큰 질문 - 우주

이 책은 천문학과 우주에 관한 20가지 질문을 논의하는 형식으로 자연 과학의 근본적인 문제를 다룹니다. 예를 들어, 우주란 무엇인가? 우주는 얼마나 큰가? 행성은 왜 항상 궤도를 돌까요?...

황남

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