지구에만 생명체가 사는 이유🌏 왜 다른 행성들에서는 생명체가 발견되지 않을까?ㅣ이정모 관장님이 알려주는 쉬운 과학 이야기💡

[음악] 안녕하세요 이모입니다 여러분 서대문 자연사박물관 서울 시리 과학관 국립과천과학관 가보셨죠 제가 무려 그 세 개의 과학관에서 관장을 지냈습니다 지금은 펭귄 각정 과학관이라고 하는 작은 필지를 운영하고 있죠 오늘 저 여러분과 이렇게 왜 하필 지구에서 생명이 탄생했을까라는 주제로 이야기를 해볼까 합니다 지구는 아름답습니다 얼마나 아름다운지 블루 마블이라 부를 정도죠 그런데 지구는 왜 아름다운 것일까요 지구가 아름답게 보이는 이유는 순전히 파란색과 하얀색이 잘 어우러져 있기 때문입니다 파란색은 지구 표면에 71% 덮고 있는 바다이고 하얀색은 구름이 바다와 구름의 정체는 바로 물입니다 지구가 아름답고 또 거기에 생명이 살게 된 첫 번째 이유는 물로 덮여 있기 때문입니다 태양계는 수성 금성 지구 화성 목성 토성 천왕성 해성이는 여덟 개의 행성이 있습니다 그런데 태양계에서 물이 제일 많은 것은 지구가 아닙니다 물이 제일 많은 곳은 목토천해 같은 커 행성입니다 그런데 여기에 있는 물은 우리가 생각하는 그런 물이 아닙니다 손을 씻거나 목을 죽일 수 있는 액체 상태의 물이 아니죠 기체 상태로만 존재합니다 목토천해네 개의 행성은 기체 행성입니다 기체 생명이 살 수 없습니다 아니 뭐 기체 속을 떠다니면서 살면 되잖아라고 생각할 수도 있습니다 새처럼 날아다닐 수 있겠죠 그렇다고 해서 알까지 날아다닐 수 있는 것 은 아니잖아요 생명이 살기 위해서는 발을 디딜 수 있는 땅 헤엄칠 수 있는 물 또 그 물을 담을 수 있는 땅이 있어야 하죠 따라서 수금지화 같은 암석형 행성에 생명이 살 수 있습니다 초등학생에게 물어봅니다 예 수성 금성 지구 화성 가운데 왜 지구에만 생명체가 살고 있을까 이렇게 물으면 쳐다봐요 수성과 금성은 뜨겁고 화성은 차잖아요 정말입니다 금성은 평균 기온이 473 돼요 모든 것이 다 어버릴 온도이 생명이 살 수 없을 것 같아요 또 화성은 영하 63도 나 됩니다 엄청나게 추워요 그렇다면 영하 6 3도면 생명이 살 수 있을까요 없을까요 많은 분들이 영 63면 생명이 못 지라고 생각하십니다 그렇지 않습니다 극점은 90도까지 내려가요 거기에 썰매 끌고 텐트 치고 밥 해먹으면서 다녀 오잖아요 러시아 사하 공화국의 오미야콘 마을은 영화 68도 떨어집니다 화성의 온도 영화 63도 사람이 살고 싶지 않을 온도이 모 온도는 아닌 겁니다 이것에 비해 지구의 평균 기호는 산업혁명이 일어나기 전까지 15어 어느 시점이든 전세계 온도를 면 딱 15도가 되는 거였죠 우리가 살기 좋아하는 바로 그 온도입니다 다시 초등학생에게 물어봅니다 아니 금성은 왜 이렇게 뜨겁고 화성은 이렇게 추운 거야 이렇게 물어보면 또 쳐다봐요 아이고 관장님 그걸 질문이라고 하세요 금성은 태양이랑 가깝고 화성은 태양이랑 뭐니 이렇게 온도 차이가 나는 거죠 그런데 태양과 행성 사이의 거리 때문에 행성의 온도가 결정되는 것일까요 그렇다면 태양에서 가장 수성의 온도는 어떨까요 금성보다 훨씬 더 높아야 되잖아요 그런데 놀랍게도 수성은 다음에는 영합 180도까지 떨어지고 낮에는 430 밖에 안 올라가요 재밌게도 수성은 1년은 대략 90일인 수성의 하루는 60일이 그러니까 30일 정도의 밤은 영합 180도까지 떨어지고 다시 30일 정도에 낮은 430 뜨거운 셈이죠 아무튼 태양에서 가장 가까운 수성이 금성보다 덜 뜨거운 거잖아요 이것은 어떤 행성의 온도를 결정하는 것은 단지 태양과 행성과의 거리만은 아니라 것을 말합니다 다른 중요한 요소가 있을 거예요 그것이 뭘까요 바로 대기입니다 기구의 대기압은 기압 있니다 그런데 궁성은 9식 기합이나 돼요 엄청나게 공기가 많은 거죠이 많은 공기가 온실 자용 성은 내내 뜨거운 겁니다 이것에 비해 화성은 1분밖에 안 돼요 공기가 거의 없는 거예요 SF 작품을 쓴다고 생각해 봐요 화성에 고된 어떤 우주인이 어떻게든 혼자 살아보겠다고 아둥바둥 애 쓰고 있습니다 그런데 바깥에 안테나가 부러졌어요 이걸 고치러 나갔는데 태풍이 불어서 빠졌다 이런 장면은 그리면면 람이 세게 불어도 사람을 밀칠 수 있는 공기 입자가 거의 없기 때문이죠 화성은 태양으로부터 멀기도 하지만 공기 입자가 너무 적어서 온실 작용을 거의 하지 못하기 때문에 춥습니다 그런데요 수성은 공기가 아예 없어요 대기압이 제로입니다 수성에 공기가 없는 이유는 달의 공기가 없는 이유와 같습니다 달은 작잖아요 작아서 힘이 없어요 축력이 작다 보니 공기를 붙잡고 있을 힘이 없는 겁니다 달 지름이 3,500km 있데 수성 지름은 4,900 km 조금 더 큰 정도죠 지구가 태양으로부터 적당한 거리에 있고 또 적당한 크기라서 우리가 살기 좋은 딱 15도의 온도를 유지할 수 있는 것입니다 지구의 생명이 탄생하고 진화하는데 큰 역할을 한 것은 바로 달입니다 왜냐면 달 때문에 밀물과 썰물이 생기기 때문이죠 달이 없다고 생각해 보세요 생명은 바다에서 탄생했어요 달이 없으면 밀물과 썰물이 없을 테니 바다에 있는 생명들이 서로 만나기 어렵고 생명과 자원 에너지가 마주치기 힘들겠죠 그런데 하루에 두 차례씩 있는 밀물과 썰물은 바다를 완전히 뒤집어져요 덕분에 바다 생태계가 풍성해질 기회가 생긴 겁니다 태양에서 어느 정도 떨어진 거리에 두 개의 천체가 아슬 게 가면서 공전하고 있었어요 이야와 야라는 성이었습니다 어느날 이야와 태아가 꽝 충돌해 두 행성이 충돌해서 만들어진게 바로 지구 이때 충돌의 충격으로 많은 부스러기들이 우주로 튀어 나갑니다 이것들이 마치 토성처럼 고리를 이루고 있다가 중력으로 합쳐져서 하나가 되죠 그것이 바로입니다 우주를 떠돌던 천체가 지구 중력에 사로잡혀서 달이 되는 것과 두 천체가 충돌해서 부스러기가 달이 된 것은 완전히 다른 결과를 가져왔습니다 바로 지구의 자전축이 틀어진 것이죠 그 결과가 바로 계절입니다 자전축이 똑바로서 있으면 각 위도별 받는 태양 에너지는 1년 내내 똑같을 겁니다 그러면 지역에 계절이 생길 수 없어요 지금은 자전축의 23도 기울어져 있다 보니까 여름에는 태양이 머리 위까지 오르고 겨울에는 비스듬이 뜨면서 계절이 생겼죠 우리나라는 더울 때랑 추울 때 거의 60도 정도 차이가나요 생태계가 풍성해질 수 있었습니다 지구의 생명체가 살 수 있는 절대적인 이유는 우리 눈에 안 보이는 곳에 숨어 있습니다 바로 지구의 내부 구조예요 지구 한가운데 내핵 그 위에 외 그 위에 멘틀 그 위에 지각이 있습니다 마치 양파처럼 겹겹의 구조를 갖고 있는 겁니다 한가운데 있는과 외은 철과 니켈라 하는 무거운 금속으로 이루어져 있어요 이것은 지구가 만들어지고 오랫동안 식지 않고 액체 상태 용된 상태로 남아 있었다는 뜻입니다 액체 상태니까 무거운게 밑으로 가라앉을 수 있었죠 고체 상태에서는 이런 일은 일어나지 않습니다 한가운데 있는 내은 압에 해서 상태가 되었 그 위에 있는 외은 여전히 액체 상태입니다 액체 흐르겠죠 고체 금석 내핵을 액체 금속 외이 흐르는 거예요 그러면 무슨 일이 생길까요 금석 주변에 금석을 계속 돌리면 자기장이 생깁니다 덕분의 지구는 거대한 자석이 된 거예요 지구 어디든 그리고 지구 궤도 위해도 자석을 놔두면 북적 남을 가리키죠 지구을 감싸고 있는 자기장 때문입니다이 자기장이 지구 생명체가 존재하게 하는 결정적인 요소입니다 태양에서는 적외선 가시 강선 자회선 같은 빛만 오는게 아닙니다 방사선도 오고 우주 입자들로 태양풍 형태로 날아오 태양풍은 생명의 원소들을 파괴합니다 을도 파괴하고도 파괴하고 rna 파괴해요 하지만 지구에는 자기장이 있잖아요 자기장이 태양풍을 다 쳐내 줍니다 쉴드를 쳐 주는 거예요 그래서 우리가 안전하게 지구에서 살 수 있는 거죠 어느날 갑자기 지구의 자기장이 사라졌다고 생각해 봅시다 어떤 일이 일어날까요 우리는 낮에는 신라고분 같은 집을 짓고 밤에만 활동할 수 있을 겁니다 우리는 그런다 치고 다른 미생물이나 곤충 식물 동물들은 그럴 수가 없잖아요 그들은 다 사라지고 말 것이고 결국 우리도 살아남지 못 못할 겁니다 지구 자기장은 생명을 지켜주는 방패인 겁니다 그런데 궁금합니다 왜 다른 행성에는 바다가 없을까요 수금지화 가운데 왜 지구에만 바다가 있을까요 수성과 금성은 쉽게 생각할 수 있습니다 뜨겁잖아요 뜨거우니까 어떻해요 물이 증발했네 수석은 중력이 약하니까 증발한 물이 우주 공간은 날아갔고 금성은 제법 무거우니까 증발한 물이 수증기로 대기를 이루고 있습니다 수증기는 이산화탄소보다 더 강력한 온실 가스거성이 화성은 춥잖아요 그러니 바다가 증발할 수가 없어요 아 추니까 얼었을 거라고요 아니 얼었 얼음 바다가 있어야죠 지구만한 얼음 바다가 있어야 됩니다 근데 왜 화성에는 바다가 없을까 이것이 지구와 화성의 내부 구조의 근본적인 차이입니다 화성은 일찌감치 식어 버렸어요 식어서 지구와 같은 양파 구조가 없는 겁니다 고체 금속 내핵 액체 금속 외이 없어요 그니까 어떻해요 자기장이 생기지 않았죠 자기장이 생기지 않으니까 태양풍을 그대로 봤습니다 태양풍에 의해서 바닷물 H2O H2 수소와 O2 산소로 쪼개지는 거예요 수소는 가벼우니까 우주 공간으로 날아갔습니다 그런데 산소는 제번 무겁잖아요 날아가기 전에 화성 면에 있는 암석의 금들 결합합니다 지구에서도 금의 산소가 결합하면 어떻게 돼요 빨갛게 녹잖아요 화성에서도 마찬가지입니다 화성이 빨갛게 녹슬었어요 맨눈으로 봐도 화성은 빨갛게 보입니다 또 즘은 오퍼튜니티 같은 화성 탐사 로보가 가서 활동을 하잖아요 탐사 로보가 사진을 찍어서 보냈습니다 화성 표면이 마치 갈라진 논처럼 보입니다 물이 오랫동안 고여 있다가 말랐다는 뜻이죠 화성 표면을 누어 봤더니 바다의 흔적 강의 흔적 호수의 흔적이 있습니다 화성과 달리 지구에 바다가 있는 가닥은 지구의 내부 구조 때문에 생긴 자기장 때문입니다 이런 이야기를 했더니 어떤 과학고 학생이까 자기장이 뭐 대단하다고 바다를 다 날려 버려요 하고 따지는 겁니다 그런데요 40억 년이면 그러고도 충분히 남을 시간입니다 지구의 지름이 12,800 km 있니다 근데 바닷물의 깊이는 평균 4km 밖에 안 돼요 농구공이 지구라고 한다면 농구공을 감싼 비닐 랩이 바다 쯤 되는 거예 40억 년 동안 태양풍을 쪼인다 충분히 사라지고도 날 양인 것처럼 태양계 오직 지구에만 생명이 있는 까닭은 지구의 물리적인 조건 때문입니다 표면이 암석으로 이루어져 있고 태양에서 적당한 거리에 있으며 밀물과 썰물을 익히는 달이 있고 자전축은 기울어져 있고 또 양파 같은 내부 구조 덕분에 자기장이 생겼기 때문입니다 지구와 비슷한 조건을 갖추 행선을 태양에 가까운 곳에서 찾을 수 있을까요 아니면 화성을 테라포밍 해서 바꿔서 살 수 있을까요 너무나 힘든 일이고 사실은 불가능한 일입니다 우리가 화성의 표면은 바뀌더라도 화성의 내부 구까지 어떻게 바꾸겠습니다 바로 우리가 지구를 지켜야 하는 이유입니다 우리는 지구가 아니면 태어날 수도 없었고 살 수도 없었습니다 과거나 미래나 현재나 [음악] 마찬가지입니다