지구의 생성 자전 생명의 기원

지구의 생성

지구는 태양에서 세 번째 행성이며 우주에서 생명의 기원과 거주 가능성을 발견한 유일한 장소이다. 지구는 태양계에서 가장 많은 양의 물을 포함하지 않을 수도 있지만 지구만이 액체 표면수를 유지하며 바다와 함께 지구의 70.8% 이상을 확장하여 지구를 해양세계로 만든다. 지구의 극지방은 현재 바다와 육지를 덮고 있는 거대한 얼음이 있으며 이 얼음이 지구의 모든 물의 대부분을 보유하고 있어 지구의 지하수를 왜소하게 만든다. 호수, 강 및 대기, 물, 대륙과 섬으로 구성된 육지는 지구의 29.2% 이상을 차지하며 넓은 식생으로 덮여 있다. 지구의 표면 물질 아래에는 산맥, 화산 및 지진을 생성하기 위해 상호작용 하는 천천히 움직이는 여러 개의 지각판으로 구성되어 있다. 지구의 액체 외핵은 지구의 자기권을 형성하는 자기장을 생성하여 파괴적인 태양풍과 우주 방사선을 막아주는 역할을 하고 있다. 지구에는 지구의 표면 상태를 유지하고 지구로 진입 시 대부분의 유성체와 자외선으로부터 지구를 보호하는 대기가 있다. 그것은 주로 질소와 산소로 구성되어 있으며, 수증기는 대기 중에 광범위하게 존재하여 행성의 대부분을 덮는 구름을 형성한다. 온실가스는 수증기로 작용하며 대기의 다른 온실 가스인 이산화탄소와 함께 액체 표면의 수증기와 물이 태양 빛으로부터 에너지를 포착하여 지속할 수 있는 조건을 만들어낸다. 이 과정은 대기압 하에서 물이 액체인 14.76도의 현재 평균 표면 온도를 유지시키는데 바로 적도 지역이 극지방 보다 햇빛을 더 많이 받는 것과 같다. 지리적 지역 간 포획된 에너지양의 차이는 해류 및 대기를 구동하여 기후 지역이 다른 지구 기후 시스템을 생성하고 강수량과 같은 다양한 기상현상을 만들어 내는데 질소와 같은 구성 요소가 순환되도록 한다.

 

지구의 자전

지구는 둘레가 약 40,000km인 타원체로 둥글며 지구는 태양계에서 가장 밀도가 높은 행성이다. 네 개의 암석 행성 중에서 가장 크고 가장 무겁다. 지구는 태양에서 약 8 광분 떨어져 있고 공전하며 한 바퀴 도는 데 1년인 약 365.25일이 걸린다. 지구는 하루가 조금 안 되는 시간인 약 23시간 56분에 자체 축을 중심으로 자전하고 지구의 자전축은 태양 주위를 공전하는 궤도면의 수직선에 대해 기울어져 계절을 만들어낸다. 지구는 하나의 영구 궤도를 돌고 있다. 자연 위성인 달은 384,400km로 지구를 공전하며 너비는 지구의 약 1/4이다. 조석고정이라는 것을 통해 달은 항상 같은 면으로 지구를 마주하게 되는데, 이로 인해 지구의 자전축이 안정되며 조석이 발생하고 점차 자전 속도가 느려진다. 지구는 태양계의 다른 천체와 마찬가지로 45억 년 전 초기 태양계에서 가스로 형성되었다. 지구 역사의 처음 10억 년 동안 바다가 형성되었고 그 안에서 생명이 발달했다. 생명은 전 세계적으로 퍼져 지구의 대기와 표면을 변화시켜 20억 년 전에 대산화 사건을 일으켰다. 인류는 30만 년 전에 생겨났고 인간은 생존을 위해 지구의 생물권과 천연자원에 의존하지만 지구의 환경에 안 좋은 영향을 점점 더 많이 미치고 있다. 지구의 기후와 생물권에 대하여 인류의 현재 영향은 지속 불가능하며 인간 외에 다른 형태의 생명에게도 생계를 위협하며 광범위한 멸종을 초래하고 있다.

 

지구의 형성

지구의 형성은 이론적으로, 태양 성운의 중력 붕괴에 의해 분자 구름으로부터 부피를 분할하는데, 분자 구름은 팽팽해지고 회전하기 시작하고, 행성은 태양과 함께 원반에서 성장하게 된다. 성운은 가스, 얼음 알갱이, 먼지 및 원시핵종을 포함한다. 성운이론에 따르면 미행성은 강착에 의해 형성되었으며 원시 지구는 형성되는 데 7천만 년에서 1억 년이 걸린 것으로 추정하고 있다. 가장 유력한 가설은 지구 질량의 약 10%를 차지하는 테라라는 이름의 화성 크기의 물체가 지구와 충돌한 후 지구에서 방출된 물질로부터 강착되어 형성되었다는 것인데 그것이 지구를 강타했고 그 질량의 일부는 지구와 합쳐졌으며, 중폭 격 기간 동안 수많은 소행성 충돌이 달의 표면 환경과 추론에 의해 지구의 환경에 큰 변화를 일으켰다. 형성후 지구의 대기와 바다는 화산 활동과 가스 배출에 의해 형성되었다. 이들 원천에서 나온 수증기는 소행성, 원시 행성, 혜성에서 나온 물과 얼음에 의해 바다로 응축되었다. 바다를 채우기에 충분한 물은 지구가 형성된 이래로 존재했을 수도 있다. 최초의 대륙 지각은, 구성이 더 강했던 것으로, 이 막질 지각이 부분적으로 녹으면서 형성되었다. 하데스기의 광물 지르코늄 입자가 어아르케스 퇴적암에 존재한다는 것은 적어도 지구 형성 후 초기에 존재했다는 것을 시사한다. 새로운 대륙 지각은 판구조론의 결과로 형성되는데, 이 과정은 궁극적으로 지구 내부의 지속적인 열 손실에 의해 추진된다. 수억 년의 기간 동안, 구조적인 힘은 대륙 지각의 영역들이 함께 모여 초대륙을 형성하도록 했고, 이후 분열되었다.

 

지구 생명의 기원

생명의 기원 화학반응은 약 40억 년 전에 최초의 자기 복제 분자를 만들었다. 5억 년 후, 모든 현재 생명체의 마지막 공통 조상이 탄생했다. 광합성의 진화는 태양의 에너지를 생명체에 의해 직접 수확할 수 있게 해 주었다. 대기 중에 축적된 산소 분자는 자외선과 상호작용하여 상층 대기에 보호 오존층을 형성하였다. 작은 세포들이 큰 세포들에 통합되면서 진핵생물이라고 불리는 복잡한 세포들이 개발되었다. 군체 내의 세포로 형성된 진정한 다세포 유기체는 점점 더 전문화되었다. 오존층에 의한 해로운 자외선의 흡수에 의해, 생명체는 지구의 표면을 식민지로 만들었다. 최초의 생명체 화석 증거로는 웨스턴오스트레일리아 주의 34억 8천만 년 된 사암에서 발견된 미생물 매트 화석과 서그린란드 주의 37억 년 된 메타세타 퇴적암에서 발견된 생물학적 흑연, 웨스턴오스트레일리아 주의 41억 년 된 암석에서 발견된 생물학적 물질의 잔해가 있다. 지구상 생명체에 대한 최초의 직접적인 증거는 미생물의 화석을 보여주는 34억 5천만 년 된 호주 암석에 포함되어 있다. 1000년에서 539년 사이의 신원생대에는 지구의 대부분이 얼음으로 덮여 있었을 것이라는 가설은 눈덩이 지구라고 불렸으며, 다세포 생명체의 복잡성이 현저히 증가한 캄브리아기 폭발 이전의 가설이기 때문에 흥미롭다. 캄브리아기 대폭발 이후 535년 동안 적어도 5번의 대멸종과 많은 소멸종이 있었다. 현재 제안된 홀로세 멸종 사건을 제외하고 가장 최근의 사건은 66 Ma로, 소행성 충돌이 비조류 공룡과 다른 대형 파충류의 멸종을 촉발시켰지만 곤충, 포유류, 도마뱀, 새와 같은 작은 동물들은 거의 살아남았다. 포유류의 삶은 지난 66년 동안 다양해졌고, 수백만 년 전에 아프리카 유인원 종은 똑바로 설 수 있는 능력을 얻었으며 도구 사용을 촉진하고 더 큰 뇌에 필요한 영양과 자극을 제공하는 의사소통을 장려하여 인간의 진화를 이끌었다. 농업, 그리고 문명의 발달은 인간이 지구와 오늘날까지 계속되는 다른 생명체의 본질과 양에 영향을 끼치게 했다.