생명체와 지구행성

. 생명체가 살 수 있는 행성

- 비록 지구형 행성들이 구성 성분과 밀도에 있어 비슷하더라도, 이들은 대기권의 구성 성분과 물과 생명체의 존재 유무에 따라 아주 다르다.

 

· 지구 영역

 

○ 대기권과 수권

대기권(atmpsphere) : 질소, 산소, 이산화탄소, 수증기로 구성되며 지구 주위를 둘러싼 영역. 지구를 제외한 태양계에서 어떠한 행성도 대기권을 갖지 못한다.

 

수권(hydrosphere) : 바다, 호수, 강, 지하수, 빙하를 포한한 눈과 얼음으로 구성. 태양으로부터 보다 멀리 떨어진 행성은 물이 액체나 수증기로 존재하기에는 온도가 너무 낮은 반면, 태양에 가까이 있는 행성의 온도는 너무 높다. 다른 행성들도 수권을 가지고 있지만 지구만이 유일하게 물, 얼음, 수증기로 구성된 수권을 가지고 있다.

 

○ 생물권과 표토

생물권(biosphere,생물의 영역) : 지구상에 살고 있는 생물체로 이루어진 영역.

 

표토(regolith) : 식물층이 무성하지 않아 녹색을 띠지 않은 지역은 대기권, 수권, 생물권에 노출된 동안 지각의 암석은 비비람에 깍이고, 화학적 용해나 물리적인 파괴 등의 풍화 작용을 받아 황량한 갈색으로 보인다. 풍화 작용을 받은 결과, 지구는 굳지 않은 암석의 풍화 산물, 또는 표토의 불규칙한 층으로 덮인다. 지구의 표토는 일반적으로 물과 관련된 물리적, 화학적, 생물학적 변화과정 사이에서 일어나는 복잡한 상호작용에 의하여 생성되며, 생명체가 풍부하게 살고 있다.

 

○ 암석권

- 지구의 암석권(lithosphere)은 얇고, 온도가 낮으며, 깨지기 쉬운 껍데기이기 때문에 암석권은 일련의 크고 작은 여러 개의 판으로 쪼개져 있다. 판들의 바로 밑에 있는 유동성을 가진 뜨거운 물질이 움직임에 따라 이동하면서 다른 판들과 서로 부딪치게 된다.

 

· 판구조론

- 암석권의 판의 이동 결과는 우리가 판 구조론(plate tectonics)이라고 말하는 과정 중에 형성된 모습의 하나이다. 판구조 운동, 즉 암석권의 판의 운동과 그에 따른 상호 작용은 전지질 시대 대부분을 통해 작용하여 왔으며(최소한 20억 년), 지구 지형을 끊임없이 변화시켜왔던 원동력이었다. 이것은 산맥, 화산, 심해저 분지를 만들고, 지구 대기의 생성, 기후대의 발달 및 생명체의 진화에 큰 영향을 미쳤다.

 

(4) 생명체와 지구와의 관계

 

· 지구상의 생명체

- 생명체는 지구의 독특한 특성, 특히 물의 존재 때문에 지구상에서 태어났다. 그 이후 지구상의 생명체는 지구 대기의 화학적 진화에 큰 영향을 미쳐왔다. 예를 들면, 무수하게 많은 미세한 바다 생물의 껍데기가 쌓여 생성된 탄산염암의 일종인 석회암은 이산화탄소의 저장창고 역할을 한다. 석회암은 지구 역사의 초기부터 얕은 바다의 밑바닥에 굉장히 많은 양의 이산화탄소를 고정시켜 왔다.

만약 석회암 내의 모든 이산화탄소가 방출된다면 우리 지구는 금성과 같이 이산화탄소가 지배적인 대기를 가지게 되어 표면 온도가 납을 녹일 수 있을 정도로 매우 높아 질 것이다. 많은 양의 이산화탄소가 석회암 내에 고정되어 있기 때문에 지구 대기 중에는 매우 소량의 이산화탄소가 존재하며, 지구의 표면은 생명체가 계속 존속하기에 적당한 온도를 유지한다.

녹색 식물이 태양 에너지를 이용하여 물과 이산화탄소를 결합하여 탄수화물과 산소를 만드는 광합성은 생명체와 지구 사이에서 일어나는 또 다른 기본적인 상호작용 중의 하나이다. 지구의 초기 대기는 아마 현재의 대기에 비해 훨씬 환원성이 강한, 즉 산소가 매우 부족한 대기였을 것이다. 10억 년 또는 그 이전의 표토에 보존되어 있는 풍화 산물을 조사하면 수권의 산화작용뿐만 아니라 산소가 포함된 대기의 진화 과정을 추적할 수 있다. 이러한 물질들은 산소를 포함한 대기권, 수권 및 암석권 사이에서 일어나는 상호작용에 대한 기록이다.

 

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