물 강좌(18): 생명의 어머니, 바다!!

물 강좌(18): 생명의 어머니, 바다!!

지구의 기원은 46억 년 정도 이지만, 현재 지각적(地殼的)으로 발견되고 있는, 최고의 암석 년대는 38억 년 전의 것이라고 한다.

지구가 속하는 태양계는 은하에 떠도는 성운(星雲)이 회전하면서, 응집하여, 원반상(原盤狀)의 원시 태양계가 형성되었고, 이것이 수축함과 함께, 태양을 중심으로 하는 혹성-계를 만들었다는 것이다.

이 지구가 생성될 때, 저온(低溫)이었던가, 고온(高溫)이었던가에 대해서는, 장시간 열띤 논쟁이 이어졌지만, 현재로서는 고온(高溫)하의 응집(凝集)설이 가장 일반적으로 신뢰되고 있다.

저온(低溫)응집설과 같이, 원시지구의 표면온도가 약 섭씨 0도 이었다고 하면, 우주가스는 지구표면에 모두 보존되어, 화산활동도 활발하지 못했을 것이다.

이때 원시대기는 수증기, 이산화탄소(CO₂), 암모니아(NH₃), 그 위에 유화수소(H₂S) 등을 함유한 “환원적”인 기체였을 것으로 추정된다.

한편 “고온응집설”(高溫凝集說)에서는, 우주에 함유된 수소(H)나 헬륨(He) 등의 가벼운 가스가, 고온 때문에 우주에 비산(飛散)하여, 생성한 당시의 지구는 대기(大氣)가 없었다. 말하자면 벌거벗은 천체였다.

고온응집의 근거는 아래 표와 같이, 수소나 헬륨같이 아주 가벼운 원소의 존재비가, “우주가스”에 비해서 “지구대기”는 상당히 적다는 것이다.

(표1)우주와 지구에 있어서 존재원소의 상대치 (규소에 대한 비(比)로 표시하고 있다.)

원 소	원 자 량	우 주	지 구
수소  (H)	1	40,000	0.008
헬륨  (He)	4	3,100	3.5 x 10-11
산소  (O)	16	22	3.5
네온  (Ne)	20.2	8.6	1.2 x 10-10
질소  (N)	14	6.6	2 x 10-5
탄소  (C)	12	3.5	0.0007
규소  (Si)	28.1	1	1
마그네슘(Mg)	24.3	0.93	0.89
철    (Fe)	55.8	0.60	1.4
아르곤(Ar)	39.9	0.15	5.9 x 10-8
크립톤(Kr)	83.8	5 x 10-5	6.0 x 10-12
크세논(Xe)	131.3	4 x 10-6	5.0 x 10-13

(資料) 中村運 <H₂O의 生命科學>培風館.2003)

수소(H)는 본래, 화학적으로 활성이 높은 원소이며, 현재와 같은 화학공업시대에는 그 수치는 크게 변동하지만, 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar) 등과 함께, 희(希)가스에 속해(주기율표 0족)화학적으로 극히 불(不)활성 하여, 이들 원소 상호간이나 또는 다른 원소와 화합하는 일이 거의 없다.  

따라서 원시태양계에 있어서 희(希)가스와, 현제의 우주가스에 있어서 존재량의 비(比)는 변화하지 않았다. 현재의 대기에 헬륨의 극미한 존재량은, 원시지구의 대기가 고온이었기 때문에 우주로 비산(飛散)한 것이다.

이상이 이유에서, 현재 지구 대기는 우주가스에서 유래한 것이 아니고, 지구내부에서 분출한 가스에 의해서 만들어졌다. 소위 2차적인 조성을 가지고 있는 것이다. 그것은 표를 보면, 지구는 우주에 비해 수소(H)나 헬륨가스(He)가 거의 없다.

주로 수증기, 이산화탄소, 질소 가스 등으로 된 “산화적”대기였다고 말하고 있다. 현재의 화산가스 조성은 96%가 수증기이다.

오늘날의 지구 수권(水圈)은 98%나 되는 해수(海水)외에, 소량의 지하수, 소호(沼湖)수, 하천(河川)수나, 수증기를 먹음은 구름이다. 해수를 제외한 육수(陸水)의 수원(水源)은 빗물이지만, 그 외에도 온천을 통한 “마그마”수도 있다.