기본 콘텐츠로 건너뛰기

강력한 태양 폭풍이 초기 지구를 따뜻하게 만들었다?



(출처: 나사)


 우리가 보기에는 태양이 영원불멸한 존재 같지만, 이것은 인간의 짧은 인생과의 비교일 뿐 사실 태양 자체도 탄생과 성장, 그리고 중장년기와 노년기를 겪습니다. 예를 들어 태양은 어린 시절 지금보다 훨씬 어두운 별이었습니다. 대략 40억 년 전에는 지금 밝기의 70% 정도였던 것으로 보이는데, 사실 지금과 지구의 환경이 비슷하다면 지구는 생물체가 생존하기에는 매우 추운 기온을 가졌을 것입니다.


 문제는 당시 지구에 액체 상태의 물이 존재할 수 있을 정도로 따뜻했다는 지질학적 증거가 여럿 발견되었을 뿐 아니라 생명체 역시 이 시기에 탄생한 것으로 보인다는 점입니다. 이는 젊고 희미한 태양 역설 Faint Young Sun Paradox 이라고 불리는데, 분명 태양의 밝기는 지금보다 낮았지만, 지구 기온은 지금보다 크게 낮지 않았기 때문입니다. 


 나사의 블라디미르 아이라페티안 (Vladimir Airapetian, lead author of the paper and a solar scientist at NASA's Goddard Space Flight Center) 와 그의 동료들은 이 역설을 설명할 새로운 가설을 내놓았습니다. 


 지구 초기에는 대기에 산소는 거의 없고 온실 효과를 일으키는 이산화탄소의 밀도가 훨씬 높았습니다. 하지만 이것만으로는 충분한 온도를 유지하기 힘들었을 것입니다. 당시에도 대기 중에는 질소가 풍부했는데, 이 원료를 기반으로 산화질소(NOx)가 생성되었다면 이야기가 다를 수 있습니다. 


 연구팀은 태양같은 주계열성이 초기에는 상당히 강력한 태양 폭풍을 일으킨다는 사실에서 이를 연결시켜 생각했습니다. 당시 태양은 지금보다 더 강력한 태양폭풍을 일으키는 불안정한 존재였고 지구는 아직 자기장이 지금처럼 강하지 않았던 시기였습니다. 이 시기 태양에서 날아오는 강력한 에너지 입자들은 지구 대기로 더 잘 쏟아져 들어와 이산화탄소 및 질소 분자를 분해해 산화질소를 만들었을 것입니다. 



(동영상) 


 이런 산화질소는 사실 인간이 만든 중요한 인위적인 온실 가스 중 하나입니다. 양은 많지 않지만 온실효과가 이산화탄소 대비 300배나 강력하기 때문입니다. 40억 년 지구 대기에 이런 온실가스가 대량으로 생성되었다면 지구의 온도는 낮은 태양에너지에도 불구하고 액체 상태의 물이 존재할 만큼 따뜻해졌을지 모릅니다. 


 이것이 정확히 맞는 가설인지는 더 검증이 필요하겠지만, 지구와 태양의 과거 역사가 한 가지 우리에게 시사하는 점은 반드시 현재의 지구와 비슷한 행성에서만 생명체가 생기는 게 아니라는 것입니다. 과거 지구와 태양의 환경은 지금과 많이 달랐습니다. 어쩌면 우리가 생명체가 살기에 적합하지 않다고 믿는 외계 행성에서 지금도 생명체가 탄생하는지도 모릅니다. 


 참고 




댓글

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...