지구의 강력한 방패들

우주는 치명적인 방사선과 유성체로 가득 찬 위험한 곳입니다. 하지만 이 푸른 행성은 “사격장”과도 같은 공간 속을 날아가면서도 별로 해를 입지 않는 것 같습니다. 이유가 무엇입니까? 놀라운 갑옷 즉 강력한 자기장과 특수하게 설계된 대기의 보호를 받기 때문입니다.

지구의 자기장은 땅속 깊은 곳에서 발생한 자기로 인해 우주 공간 먼 곳까지 형성되며 그로 인해 우주에 자기권(오른쪽)이라는 보이지 않는 방패가 생깁니다. 이 방패는 강력한 우주 방사선과 태양이 초래하는 위험들로부터 우리를 보호해 줍니다. 태양이 초래하는 위험들 중에는 태양풍과 태양 플레어 그리고 코로나 질량 방출(CME)이 있습니다. 태양풍이란 태양에서 끊임없이 방출되는 에너지를 띤 미립자의 흐름을 말합니다. 태양 플레어는 몇 분 만에 수소 폭탄 수십억 개 이상과 맞먹는 에너지를 뿜어냅니다. 또한 코로나 질량 방출이 일어나면 태양의 코로나에서 수십억 톤이 넘는 엄청난 양의 물질이 우주 공간으로 쏟아져 나옵니다. 그러나 태양 플레어와 코로나 질량 방출로 인해 극지방의 상층 대기에서는 짙은 오로라(오른쪽 아래)가 나타나 다채로운 빛의 향연이 펼쳐집니다.

지구의 대기도 보호해 주는 역할을 합니다. 대기를 구성하는 한 층인 성층권에는 산소의 한 종류인 오존이 있어서 우주에서 들어오는 자외선(UV)의 99퍼센트를 흡수합니다. 따라서 오존층은 위험한 자외선으로부터 인간과 플랑크톤을 비롯한 다양한 형태의 생명체를 보호해 줍니다. 그런데 흥미롭게도 성층권에 있는 오존의 양은 고정되어 있는 것이 아니라 자외선의 강도에 비례하여 변합니다. 그리하여 오존층은 능동적으로 변하면서 효과적으로 방패 역할을 하게 됩니다.

 또한 대기는 유성체로부터도 지구를 보호해 줍니다. 유성체는 미세한 입자만 한 것에서부터 커다란 바위만 한 것에 이르기까지 크기가 다양하며 하루에도 수백만 개씩 지구를 향해 날아옵니다. 하지만 다행히도 대부분 대기에서 밝은 빛을 내며 연소되는데, 이것을 가리켜 유성이라고 합니다.

그러나 지구를 보호해 주는 이 방패들은 열이나 가시광선과 같이 생명을 유지하는 데 꼭 필요한 것은 막지 않습니다. 오히려 대기는 지구 곳곳으로 열을 전달시켜 주며, 밤에는 담요처럼 열이 잘 빠져나가지 못하게 해 줍니다.

지구의 대기와 자기장은 실로 놀랍게 설계되었으며 아직까지도 밝혀지지 않은 점들이 많이 있습니다. 그런데 지구 상에 액체 상태로 풍부하게 존재하는 물도 그러합니다.