지구 이야기, 광물과 생물의 공진화1

지구이야기, 로버트 M. 헤이즌, 김미선 옮김, 뿌리와 이파리 간행

 

광물과 생물의 공진화

 

변명

  과학책을 읽다 보면 중간에 잠깐 길을 잃을 경우가 많습니다. 제가 과학책을 읽으면서 저자가 한 말을 그대로 옮기는 이유입니다. 많은 내용을 정리하다 보면 축약을 하는 것이 버겁습니다. 읽는 중에도 길을 못 찾아 헤매는데, 딴에 정리를 하려니 그 어려움이 얼마나 크겠습니까? 그래서 정리는 전체 내용을 이해하는 수준에서 저자의 말을 그대로 옮겨오는 정도입니다. 아마도 전문가가 보면 논리의 비약이 심한 경우가 있고, 맥락의 이음이 어색하거나, 엉터리일 경우도 있을 것입니다. 하지만 초보자가 호기심과 흥미를 가지고 정리한 것이라 같은 초보자가 보았을 때는 ‘그런가 보다~’ ‘이거 재미있네’라는 반응을 얻을 것으로 기대합니다. 이 글을 읽는 분들이 있다면요. 그러나 어쨌든 이 글을 쓰는 이유는 제가 제 나름의 이해를 하기 위한 것이라는 것을 아시고 혹시 읽으시더라도 알아두시라는 것을 말씀드리는 것입니다.

 

빅뱅, 항성, 초신성, 태양의 발화, 지구의 탄생, 달과의 대충돌

  지난 4쪽의 글을 통하여 이제 지구와 달이 45억 년 전 출현했습니다. 항성이 내뱉은 각종 원소들이 우주에 떠 있는 먼지들과 만나 이제 주기율표에 있는 26개 이상의 원소들 이상을 만들었을 것입니다(난 주기율표를 본 기억도 없지만, 그게 무엇을 뜻하는지도 사실 알지 못했고, 관심도 없었습니다. 주기율표에 표시된 번호의 의미도 무엇인지 몰랐죠. 지금도 잘 알지 못합니다. 다만 추측하며 책을 읽었습니다. 우리 세상에 존재하는 분자를 이루는 원소 정도가 아닐까?. 아님 말고요) 이제 이 원소들이 모여 분자를 이루고 이 분자들이 모여 암석을 만드는 과정을 설명하면서 지구에 어떤 광물이 만들어지고, 이 광물이 대기와 대양과 어떤 유기적인 관계를 만들면서, 생명을 만들고 키우는지를 설명합니다. 사람의 성장은 년 단위로 설명하면 됩니다. 지구는 억 단위로 설명합니다. 광물은 어떤 정도의 단위로 설명할까요? 백만 년, 천만 년, 책을 읽으시면서 알아보시도록 권해드립니다.

 

우주화학과 암석화학, 6대 원소 저마다의 화학 이야기의 시작점

  지구는 긴 역사에서 모습이 돌변하는 사건을 두세 번 이상 겪었다고 합니다. 대충돌이 분명 가장 파괴적이었을 것입니다. 역동적인 우주에서는 우연이 중요한 역할을 하지만 그렇다고 어떤 측면들은 피할 수 없는 결정론적 운명입니다. 예를 들면 막대한 양의 수소와 헬륨이 생산된 데에 따라 어쩔 도리가 없이 항성이 만들어졌습니다. 핵융합반응과 초신성에 의해 다른 모든 원소가 합성되는 것도 그렇습니다. 테이아 이후의 지구가 결국 식어가며 자기조직되는 격동의 시기로 들어간 것도 마찬가지입니다.

 

  지질학자들은 그 시기가 온통 지옥 같은 조건이었을 게 틀림없다고 인식해, 지구의 첫 5억 년을 명왕이언(Hadean Eon, 冥王累代)이라고 부르기로 했답니다. 지구와 달이 고작 24,000Km 떨어져 서로 암석이 용융된 상태에서 자전과 공전을 하며 밀고 당기는 모습을 상상하시면 아마도 지옥이 이런 곳이라는 것을 이해하실 수 있을 듯합니다. 저는 봤습니다만 아직 책을 읽지 않으신 분은 보시지 못했을 것입니다. 장관입니다. 그러나 거기에는 염라대왕도 없고 하데스도 없고 그냥 화산이 유황을 내뿜고, 이글거리는 용암이 강물처럼 흐르고, 소행성과 혜성들이 끊임없이 폭격해 들쑤시는 장관만이 있습니다. 걱정 마시고 가보시기 바랍니다.

 

  지구의 초기 진화는 우주화학(원소를 만드는)과 암석화학(암석을 만드는)이라는 두 가지 화학적 현실이 서로 얽힌 결과랍니다. 우주화학이 먼저 와서, 항성이 모든 중(重)원소(무거운 원소라는 말인데 원소는 무게가 다른 모양입니다)를 생산했다고 합니다. 1번 수소와 2번 헬륨(번호는 주기율표 상의 원소번호입니다)이 후의 모든 원소를 만들었고, 산소, 규소, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 철은 훨씬 중요한 중원소랍니다. 우리 지구와 수성, 금성, 화성이 석질의 행성이기에 각별히 더 그렇습니다. 이 6대 원소가 지구 질량의 98%를 구성합니다. 이 6대 원소가 저마다 독특한 화학 이야기를 들려주며 지구는 모양을 달리합니다.

예스24에서 빌린 이미지입니다