특집일반

만약 태양이 사라진다면 지구엔 어떤 일이 펼쳐질까

<37> 가깝고도 먼 사이, ‘태양과 지구’

한국은 지구온난화로 인해 1912년 대비 현재 평균기온이 1.5℃ 상승했다. 겨울은 약 30일 정도 짧아졌고 여름과 봄은 20일 정도 길어져 봄꽃 개화시기가 빨라졌다.
태양의 핵은 태양 중심을 기준으로 20% 범위에 위치하는 지점으로 태양계 전체를 아울러 가장 뜨거운 부분이다. 약 1억5천만℃다.
지구 중력의 근원은 태양이다. 태양의 인력 영향으로 물체의 낙하운동이 생기고 고기압은 위로, 저기압은 아래라는 현상이 발생한다.
태양빛이 없다면 광합성도 기대할 수 없다. 광합성은 녹색식물이 태양 에너지를 이용해 이산화탄소와 수분으로부터 포도당 등 유기물을 생성시킨 후 산소를 분출하는 과정을 의미한다.
미국항공우주국(NASA)은 지난해 3월 태양 지표면에서 640㎞ 떨어진 상공에서 태양을 관찰하는 ‘파커 태양 탐사계획’ 참가자를 모집했다.


지구에 서서 태양의 오르내림을 살핀다. 해를 향한다는 ‘해바라기’에 ‘순정’을 입히고, 태양과 같은 젊은이에 ‘열정’을 대입한다. 작열하는 태양빛에 가끔 눈을 찌푸려 보지만, 하릴없는 가난에 내몰린 이들에게 태양빛은 오직 한 줄기일 뿐. 그래서 더 간절하다.

태양은 뜨겁고 지구는 둥글다. 둥근 지구를 뜨거운 태양이 감싸 안는다. 이 순수해 마지않는 원론적 원리가 우리가 인식하고 있는, 또 우리가 살며 느끼는 태양과 지구의 정체성이다. 모르는 것이 아니다.

무지한 것은 더욱 아니다. 너무 가까이 있어 이 정도의 인지만으로도 충분하다는 것이다. ‘어머니’에 대해 특별히 공부하고 연구할 리 없다. 그저 ‘어머니’란 단어 하나로 통칭되고 느껴지는 것과 비슷한 맥락이다.

◆태양 이야기

수성·금성·지구·화성·목성·토성·천왕성·해왕성. 그 외 수많은 무명의 별들. 이 모든 행성들의 전체집합이 바로 ‘태양’이다.

태양은 태양 하나로 설명된다. 스스로 빛을 발산하는 유일의 행성이기 때문으로. 더불어 지구 입장에서는 만물을 소생케 하는 이른바 ‘GOD(신)’와 같은 존재다.

지구와 태양의 거리는 약 1억5천만㎞다. 빛의 속도로 달린다면 10분이 채 걸리지 않는다. 빛의 속도를 수치화하면 초속 30만㎞에 이른다. 이것을 다시 시간으로 환산하면 시간당 10억 ㎞를 이동하는 셈이다. 단 1초의 시간으로 지구 둘레를 8바퀴 가까이 돌 수 있는 속도다.

이 지점에서 지구의 정체성이 드러난다. 바로 ‘생명체 존립의 최적지’라는 것인데, 학계에서는 태양과 약 2억5천만㎞ 떨어진 행성과 약 1억3천만㎞ 이내 위치한 지점에서는 물 생성 가능성을 희박하게 본다. 얼어 버리거나 증발해 버리기 때문이다. 그 중간에 자리 잡은 지구는 70%의 물로 이뤄져 있다.

태양의 컬러는 ‘레드’로 상징된다. 태양이 붉은색으로 보이는 것은 ‘레일리 산란’의 원인인데, 레일리 산란이란 빛의 파장 대비 극소량의 분자와 입자들에 의한 산란작용을 의미한다. 실제 태양은 백색 혹은 매우 옅은 청백색을 띤다.

태양의 지름은 약 139만㎞이다. 이는 지구 대비 110배 가까이 큰 규모이며, 그 무게만 해도지구 질량의 약 33만 배에 이른다. 태양계의 모든 행성들을 다 더한 질량보다도 800배 가까이 무거운 수준. 가히 ‘태양계의 어머니’라는 심벌이 예사로 나온 것이 아니라는 방증이다.

태양의 내부는 가장 안쪽에 위치한 핵과 복사층, 대류층으로 각각 이뤄진다. 태양의 핵은 태양 중심을 기준으로 20% 범위에 위치하는 지점으로 태양계 전체를 아울러 가장 뜨거운 부분이다. 약 1억5천만℃다.

태양 복사층은 태양 핵으로 말미암아 파생한 에너지를 복사 형태로 대류층에 연계하는 지점이다. 대류층은 상승기류가 뜨거운 물질을 광구까지 올려보냄으로써 발생하는 포인트다. 광구란 ‘태양의 표면’을 의미하며 복사층의 상층부로부터 열을 전달받는다.

태양의 밝기는 독보적이라 할만하다. 밝기는 실시등급 -26.8 수준인데 절대 등급 기준으로는 10pc(거리로 보는 절대기준)다. 우리가 흔히 접할 수 있는 보름달과 견줘보자. 보름달의 실시등급이 -12.5 정도임을 상기해보면 5등급 정도의 차이가 난다. 등급별로 20배 정도의 차이임을 감안할 때 태양과 달의 밝기 차이는 100배 정도 난다고 보는 것이 정설이다.

태양은 태양계 행성은 물론이거니와 지구 입장에서도 ‘만물소생’의 근원과도 같은 존재다. 다른 부분은 차치하더라도 지구에서 살아 숨 쉬는 모든 생물은 태양으로 말미암아 파생된 열과 빛에 의존, 생존을 영위해 간다.

그렇다면 태양의 소멸로 인해 미치는 영향은 어떤 것들이 있을까. 상상하고 싶지 않지만 46억년을 지내온 태양이 만약 사라진다면 결론부터 알아보자. 우리는 ‘지구의 멸망’을 하릴없이 만끽해야 할 순간을 오롯이 맞이해야 할 터.

태양이 사라진다면 지구는 태양의 인력 범주를 벗어나게 될 것이다. 인력은 다른 말로 ‘중력’이라고도 하는데, 인력은 ‘운동에너지’의 발생 근원이다. 다시 말해 태양 인력의 영향으로 물체는 ‘뉴턴의 만유인력법칙’과 같이 낙하운동을 하고, 고기압은 위로 저기압은 아래로 상승하는 것이다.

만약 지구에서의 인력이 소멸된다면 각종 빌딩과 또 다른 지각층은 우주 세계로 일거에 빨려 들어갈 것이다. 그간 중력의 영향을 받아온 대기권 역시 원치 않는 우주유영을 해야 할 것이며, 종국에는 지구의 내부구조가 다방면으로 분열되는 초유의 사태마저 준비해야 할지 모른다.

쉽게 말해 태양의 인력으로 고정돼 온 지구가 일순간 태양의 손을 놓쳐버린다면 지구는 공전속도에 버금가는 초속 30㎞의 속도로 광활한 우주 저편으로 날아가 버리게 될 것이다. 그 과정에서 우주 곳곳에 자리 잡고 있는 소행성과의 충격을 그 어떠한 제어 없이 수용해야 한다면, 그저 끔찍할 따름이다.

비 역시 내리지 않을 것이다. 지구 대기의 ‘대류현상’은 태양열로부터 비롯되는데 태양이 사라진다면 당연히 구름은 생성되지 않을 것이고, 식물의 생성을 촉진시키는 수분공급도 비가 오지 않음으로써 일 순간 정지돼 버릴 것.

대류란 뜨거운 물은 온도가 올라가면서 밀도가 작아짐에 따라 부피가 팽창하는 것을 말하는데 다시 말해 위에서 언급했듯 뜨거운 것은 위로, 차가운 것은 아래로 내려가는 현상을 뜻한다.

태양빛이 없다면 광합성도 기대할 수 없다. 광합성은 녹색식물이 태양 에너지를 이용, 이산화탄소와 수분으로부터 포도당 등의 유기물을 생성시킨 후, 산소를 분출하는 과정을 의미한다.

식물들이 광합성을 수용할 수 없으니 생육 자체는 불가해질 것이다. 초식동물 들은 주요 먹거리가 사라졌으니 더 이상의 존립이 힘들어 짊은 자명하다. ‘사시사철’의 의미도 퇴색될 듯하다. 우주의 평균온도가 영하 280℃에 채 미치지 못한다는 것을 감안할 때, 태양이 없는 지구에서의 냉기류는 쉬 가늠하기 힘들 만큼의 고통이다.

◆지구 이야기

지구가 태양계 유일의 ‘생존 적지’라 일컬어지는 데엔 ‘물’의 매개가 전체를 차지한다. 지구는 물의 행성이자, 태양과의 이상적 범주 내 위치해 있음에 따라 삶이 가능한 기온 분포를 보인다. 물론 지구에 존재하는 물의 97%가 바닷물이다 보니 음용으로의 물 비중은 그리 높지 않다. 하지만 단 2~3%의 물로 지구는 자가 호흡이 가능한 독보적 행성으로 인식된다.

지구의 표면은 ‘지각’으로 대신할 수 있다. 지각은 크게 ‘해양지각’과 ‘대륙지각’으로 나뉜다. 해양지각은 해양범위에 맞물린 암석권의 일정 부분을 의미한다. ‘모호면’을 통해 그 하부에 위치한 ‘연약권’과 구별, 지각평형을 통해 연약권 상부에 위치한다. 모호면은 ‘모호로비치치 불연속면’이라도 불리는데, 지각과 맨틀의 경계 부를 뜻한다. 그리고 연약권은 명칭 그대로 지표면 아래 100~200㎞ 사이에 분포된 유연한 암석층이다.

학계에선 지구의 유래를 약 45억 년 이전으로 본다. 이는 1950년 중반 활동한 영국과 미국의 지질학계로부터 비롯된 가설인데, 측정치는 지구 암반을 대상으로 한 ‘방사성연대측정법’을 통해 밝혀졌다.

방사성연대측정의 원리는 이렇다. 지구에 분포돼있는 100t가량의 방사성 탄소를 통해 우주방사선을 활용, 그 양을 일정하게 유지한다. 생물의 들·날숨 등 체내 방사성탄소 양 역시 대동소이한 수준으로 일정화한다. 이후 호흡이 멈추는 상황을 체크, 탄소의 양이 줄어드는 시점을 파악해 내는 원리다. 이를 통해 지구 또는 각종 고대 유기물 등의 연대를 측정할 수 있게 된다는 것.

고대 그리스에선 ‘천동설’을 믿었다. 당시 대표적 과학자인 프톨레마이오스와 아리스토텔레스 등의 학파에서 주창한 학설이었는데 천동설이란 말 그대로 우주의 중심을 지구로 보고, 모든 행성은 (태양 포함)지구를 주체로 해 그 주위를 돈다는 논리다.

하지만 이후 폴란드 출신의 천문학자 코페르니쿠스에 의해 지금의 ‘공전’, 다시 말해 태양주위를 지구가 돈다는 ‘지동설’이 이른바 ‘혁명적 가설’로 각광받기에 이른다. 하지만 지동설 이론은 코페르니쿠스 발표 이후 500여 년이 흐른 후에야 로마 교황청으로부터 인정받게 된다.

지구가 둥글다는 불세출의 원론은 16세기 망원경의 발명으로 말미암아 비로소 인지하기에 이른다. 이는 의외로 신변잡기적 발견으로 비롯됐는데 당시 해안가에 거주하는 사람들이 수평선 너머까지 운항하는 선박의 몸체가 돛보다 먼저 시야에서 사라지는 것을 확인, 이를 통해 지구의 모양이 둥글다는 사실을 알 수 있게 됐다는 설이 가장 유력하다.

글·사진 군월드 IT 사업팀

김종윤 기자 kjyun@idaegu.com
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