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어린왕자가 온 별 B612은 아주 작은 소행성이어서, 의자를 조금만 움직여도 해지는 풍경을 볼 수 있었다. 해지는 풍경을 좋아하는 낭만주의 어린왕자는 때로, 하루에 40번의 일몰을 본다. 한 가지 의문이 든다. 어린왕자의 행성에서 하루는 얼만큼일까? 소행성의 자전 주기는 짧게는 30초 미만에서 길게는 몇 주에 이른다고 한다. 보통 지름이 150미터 이상인 소행성은 자전주기가 두시간 이상이지만 그보다 작은 소행성은 대개 두 시간보다 짧고 위성까지 거느린다. 그 이유는 조금 설명이 필요한데, 대개의 소행성들이 느슨하게 결합된 소행성인데, 너무 빠르게 돌면 암석들이 떨어져 나가 다시 그 모 소행성을 공전하게 된다는 것이다. 어린왕자가 가만히 의자에 앉아 있으면 하루에 11번 정도의 해지는 풍경과 해돋는 풍경을 볼 수 있다는 소리다.
소행성을 낭만적으로 생각한다면 어린왕자가 떠오를테지만, SF 영화에서 주로 만나는 소행성은 지구를 위협하는 근지구천체(Near Earth Object : NEO)다. 이것들은 태양계를 이루는 천체들 사이의 공간에서 태양 주위를 도는 것들이다. 근지구천체에는 암석으로 된 소행성, 먼지 덩어리들이 얼음을 감싸고 있다가 표면활동을 일으키며 꼬리를 남기며 소멸해가는 혜성이 대표적이고 그 밖에도 유성체, 유성, 화구 , 운석 등이 있다. 왜 SF 영화의 단골 소재로 소행성이 자주 등장하는 지는 우주에는 근지구천체가 엄청나게 많고, 그것들이 공룡을 멸망시켰듯이 언젠가 지구에 와서 부딪치면 인류를 멸망시킬 수도 있기 때문이다. 근지구천체 갯수를 셀 때 기준이 되는 것은 지구에 얼마나 위협이 되느냐 하는 건데, 당연한 사실이지만, 크기가 일정 크기 이상이 되면 위험하다. 충돌로 인한 국지적인 피해가 아닌, 전지구적인 인류 존재에 위협이 될만한 천체의 크기는 1~2 킬로미터로 분류된다. 여러가지 분석을 통해 밝혀진, 크기(지름)가 1킬로미터 이상되는 근지구천체의 개수는 약 천개 정도다. 반면 여전히 국지적으로 위협이 될 수 있는 30미터보다 큰 것은 100만개가 넘을 것으로 예상된다.
소행성과 혜성을 비롯한 근지구 천체가 공전 주기 중 지구에 충돌하게 될 위협을 안고 있는 것은 사실이지만, 태초에 아무것도 없는 지구에 생명을 가져다 준 것도 이들이다. 46억년 전 태양계 형성 초기의 열적 화학적 환경에 대한 이해를 가능하게 한 것도 근지구천체들이다. 지구는 형성 초기 5만년에 화성만한 천체가 충돌했고, 파편들이 다시 지구 궤도에 진입해 뭉쳐져 달이 되었다는 것이 일반적인 학설인데, 이 때 충돌로 지구 표면은 모두 녹았고, 표면에는 산소는 물론 물도 유기물 분자도 없이 지옥같은 환경이었다. 그 거대한 충돌이 일어난 45억년 전과 후기 대충돌기 끝자락이던 39억년 사이에 원시적 단세포 생명이 생기게 되었다고 추정된다. 이 때 생명을 가능하게 하는 원시 대기는 수증기와 질소, 이산화탄소로 이루어졌을 가능성이 큰데, 이러한 대기의 기본 물질들은 아마도 지구 내부로부터 그리고 충돌하는 근지구소행성과 근지구 혜성에서 빠져나왔을 것이라는 것이 최근 학계의 추측이라고 한다. 학계는 떨어지는 운석 파편과 소행성 파편을 분석해 살아있는 단백질의 구성요소인 아미노산 같은 유기화합물이 풍부하다는 사실을 알아냈다는 것이다. 반면 공룡을 멸종에 이른 6500만년 전의 K-T 대멸종은 10킬로미터급 소행성과의 충돌과의 관계가 드러났고, 그 밖에도 2억 5천년전 페름기와 트라이아스 사이의 대멸종의 원인도 이제는 증거가 사라지게 된 해저상의 소행성 충돌일 가능성이 제기되고 있다.
앞에서 지구를 위협하는 근지구 천체는 1천개 정도라고 했지만, 이 밖에도 엄청나게 많은 물질이 우주로부터 떨어지고 있다. 100톤이 넘는 물질이 근지구천체에서 떨어져 매일 지구를 강타하지만, 대부분은 너무 작아 대기를 통과하는 동안 살아남지 못하고 먼지와 작은 돌멩이가 된다. 그러나 지표에 충돌할 가능성이 적은 , 30미터에서 100미터 사이의 석질로 된 근지구천체는 지표에 심각한 영향을 주는 충격파를 만들고, 100미터보다 큰 석질 천체는 대기권을 뚫고 땅에 부딪히거나 바다에 떨어질 가능성이 높다. 이보다 커다란 근지구 천체가 떨어지면 어떻게 될까. 대기권에 들어온 천체가 원형 그대로 떨어진다면 그야말로 재앙이다. 폭발폭풍에 의한 강풍과 열파동, 지진이 발생하고, 대기권 밖으로 날아갔다가 재진입하는 뜨거운 충돌 분출물로 인해 화재가 발생하고, 먼지와 재가 방출되면 산성비가 내리고, 오존층이 심각하게 손상되며, 대기는 먼지와 재로 불투명도가 심화되어 마침내 광함성이 멈추고 충돌에 의한 겨울이 닥친다. 광합성이 차단되어 식물은 물론이고 식물에 의존하는 동물들도 모두 죽는다. 이것이 전형적인 지구 재앙 시나리오다.
다행이도, 근지구천체의 대부분이 발견되고 있고, 앞으로도 계속 발견될 것이며, 또 발견된다 하더라도, 이것들의 궤도를 바꿀만한 기술이 축적되어 가고 있다. 근지구소행성이 발견하고 추적하는 기술은 지금까지 꾸준하게 계속 잘 발달되어 왔고 궤도 변경을 위한 현실적인 계획도 착실히 추진되고 있다. 따라서, 앞서 제시한 것 같은 최악의 시나리오가 우리의 세대에 일어날 가능성은 적어보인다. 다행이다. 과학자들을 믿는다. |
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【 우주의 여행자 】 도널드 어맨스 / 플루토
외계인이나 우주에 관심이 없는 사람들도 소행성이 지구로 돌진하고 있다면, 생각이 달라질 것이다. 당장 나와 내 가족들의 생명, 소유물들이 어떻게 될까 걱정이 될 것이다. SF 영화의 주요 레퍼토리 역시 외계인, 지구 침공이다.
“소행성과 혜성은 태양계 형성 초기에 행성들을 이루는 기본 요소가 되었으며, 지구에 물과 유기분자들을 전달해 생명 탄생에 기여했을 것이라 생각된다.” 지구상에 얼마 안 되는 소행성연구자 중 한 사람인 저자 도널드 여맨스 박사는 태양계, 그 기원부터 근지구천체, 소행성, 혜성의 존재감은 물론 그들이 과거 지구에 미친 영향과 미래상을 그리고 있다.
미국 뉴욕 주 픽스킬에서 일어났던 이야기가 먼저 소개된다. 1992년 10월 9일 비 내리는 금요일, 저녁 8시쯤. 당시 열여덟 살 고등학생이던 미셸은 자기 집 진입로에서 나는 ‘쿵’소리를 듣고 밖으로 달려 나갔다. 미셸의 차 뒷부분이 축구공만한 돌덩이에 완전히 박살이 나 있었다. 12킬로그램 정도 되는 충돌체가 연료탱크를 살짝 비껴 차 트렁크에 제대로 구멍을 냈다. 그 충돌체의 정체는 지구 대기를 뚫고 들어온 근지구소행성의 파편이었다.
지구라는 별에는 매일 적어도 100톤의 행성간물질이 대기권으로 비 오듯 떨어지지만, 그 대부분은 미세한 먼지나 아주 작은 돌멩이들이다. 혜성의 잔해인 많은 먼지와 모래알만 한 물질은 맑고 깜깜한 밤이면 유성(별똥별)으로 나타난다. 더 커다란, 농구공만한 돌덩이도 매일 비 오듯 지구로 쏟아진다. 그 돌덩이들은 가끔 사람들을 다치게 한다.
“‘행성간공간’에서 태양 주위를 도는 암석으로 된 커다란 천체를 소행성이라고 한다. 소행성은 대체로 표면 활동이 일어나지 않으며, 사촌격인 혜성과 달리 주변의 다른 소행성과 부딪치지 않는다면 물질을 내뿜지 않는다.” 소행성은 비호전적이라는 말도 된다. 그렇다고 지구가 안전할까? 소행성과 혜성의 유일한 차이라면 혜성은 태양 근처에 있을 때 얼음과 먼지를 빠른 속도로 잃어버리면서 눈에 띄는 꼬리를 남기지만, 소행성은 그렇지 않다는 점이다.
19세기까지는 ‘우주에서 날아온 돌’이라는 개념이 일반적이지 않았다. 1990년대에도 근지구전체의 전체규모에 대해 아는 게 전혀 없었다. 충돌에 관한 지식이 기록으로 남기 시작한 곳도 불과 얼마 안 된다. 그나마 운석이 지구에 떨어져서 생긴 구덩이도 운석구덩이가 아니라 화산성 증기폭발의 영향이라는 견해가 지배적이었다. 시간이 흐르면서 지하 핵폭발로 생긴 구덩이의 물리적 특성과 운석구덩이의 유사성이 많다는 점이 지적된다. 마침내 과학자들이 근지구천체에 의한 충돌의 중요성을 인식하게 된다.
소행성이 번잡한 도시 중심부에 떨어진다면? 수백층 높이의 건물을 공격(소행성은 그럴 의도가 없었다고 하겠지만..)한다면? 9. 11 사태를 넘어서는 심각한 손상을 입을 것이 분명하다. 하나도 아니고 여러 개가 동시다발적으로 이곳저곳에 떨어진다면, 그 혼란과 손실은 무척 클 것이다. 저자는 이 책을 통해 과학연구와 생명의 기원과 진화, 미래 자원, 그리고 끔찍한 재난으로부터 지구를 방어하는 측면에서 근지구소행성과 근지구혜성의 중요성을 강조하고 있다. 그들(소행성)이 우리 미래에 중요하기도 하지만, 그들이 우리를 찾기 전에 우리가 먼저 그들을 찾아야 한다는 점에 깊이 공감한다. 인류의 미래가 달린 문제이기 때문이다.
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어떤 전문가들은 지구야말로 골디락스의 행운을 가지고 태어났다고 말한다. 너무 크지도 않고 작지도 않으며 항성과 너무 멀지도 않고 너무 가깝지도 않아 물과 공기가 존재할 수 있어 생명체가 생존가능하다는 것이다. 반대로 생각하면 우주속 수 많은 행성중에 그런 행성이 확률적으로 여럿 있을 것이고 역시 경우의 수에 의해 그 중 어디엔가는 생명체가 존재할 수 있을 것이다. 지구가 그런 경우의 수에 의해 태어난 우리 고향이다. 확률 싸움에서 승리한 지구는 오늘도 확률과 싸운다. 바로 우주의 여행자인 소행성과 혜성과의 충돌가능성이란 죽음과 멸종이라는 확률이다. 지구는 태어난 지 얼마 되지 않았을 때부터 외계로부터 무수히 많은 폭격을 맞으면서 성장했다. 충돌에서 생긴 물로 진화에 도움이 되기도 했으며 어떤 충돌은 이미 안정된 지구 생태계를 파괴하기도 했다. 백악기 멸종 수준의 충돌 가능성은 약 9,000만년에 한번 꼴이며, 1.3메가톤의 에너지를 가진 지름 30미터의 충돌체와 만날 가능성도 200년에 한번이다. 확률이라는 의미없는 숫자를 들이대자면 외계물체와 충돌해 죽을 확률은 연평균 91명이다.
그렇다면 더더욱 뭐 걱정할 일인가? 다 같이 죽는데?....... * 소행성, 혜성, 유성체, 유성, 운석에 대한 어렵지 않은 설명과 정보 그리고 그 추적을 보여주는 흥미로운 책. * 가끔 재미없는 농담을 시도하지만 꽤 유쾌하게 읽을 수 있다. * 원서를 대조하고 싶게 만드는 갸우뚱 문장도 몇몇 등장한다. * 천조국 미국이라서 이런 연구를 하겠지만 내 세금으로 이런 추적을 한다면 반대일쎄! |