지구

지구는 태양에서 세 번째 행성이자, 지금까지 생명이 사는 것으로 알려진 유일한 행성이에요. 표면의 약 70%가 바다로 덮인 푸른 암석 행성이랍니다.

어떤 행성인가요

지구는 태양에서 평균 약 1억 4,960만 km 떨어진 곳을 돌고 있어요. 이 거리를 1 AU(천문단위)라고 하고, 다른 행성의 거리를 잴 때 기준으로 써요. 지름은 약 12,742 km로, 수성·금성·지구·화성 같은 암석 행성 가운데 가장 커요.

지구의 속은 양파처럼 층을 이루고 있어요. 가장 바깥의 얇은 지각 아래에는 뜨겁고 아주 천천히 움직이는 맨틀이 있고, 그 안쪽에는 철과 니켈로 된 액체 외핵과 고체 내핵이 있어요. 액체 외핵이 움직이며 만들어 내는 자기장은 태양에서 날아오는 전기를 띤 입자를 막아 주는 방패 역할을 해요.

지구의 겉껍질은 여러 개의 판으로 나뉘어 아주 천천히 움직이는데, 이를 판 구조 운동이라고 해요. 판이 부딪히고 갈라지는 곳에서 산맥이 솟고 지진과 화산이 일어나요. 이렇게 활발한 판 운동이 확인된 행성은 태양계에서 지구뿐이에요. 표면의 약 71%는 바다로 덮여 있고, 액체 상태의 물이 표면에 넓고 안정적으로 존재한다는 것도 지구만의 특징이에요.

대기와 날씨

지구의 대기는 약 78%가 질소, 약 21%가 산소이고, 나머지는 아르곤, 이산화탄소, 수증기 등이에요. 산소가 이렇게 많은 대기는 오랜 세월 동안 식물과 미생물이 광합성을 해 온 결과예요. 높은 하늘의 오존층은 생명에 해로운 자외선을 상당 부분 걸러 줘요.

대기 속 수증기와 이산화탄소는 적당한 온실 효과를 일으켜 지구를 따뜻하게 유지해요. 덕분에 지구의 평균 기온은 약 15°C로, 물이 얼지도 끓지도 않는 범위에 머물러요. 만약 대기가 없었다면 평균 기온이 영하 18°C 안팎까지 내려갔을 것으로 계산돼요.

자전축이 약 23.44° 기울어 있어서 지구에는 계절이 생겨요. 북반구가 태양 쪽으로 기울어지는 동안은 북반구의 여름, 반대쪽으로 기울어지는 동안은 겨울이 돼요. 위도마다 받는 태양열이 달라서 생기는 공기와 바닷물의 순환이 비, 바람, 태풍 같은 다양한 날씨를 만들어 내요.

위성과 고리

지구에는 위성이 하나 있어요. 바로 달이에요. 달의 지름은 약 3,474 km로 지구의 4분의 1이 조금 넘고, 평균 약 38만 4,400 km 떨어져서 약 27.3일마다 지구를 한 바퀴 돌아요. 자전 주기와 공전 주기가 같아서 지구에서는 늘 달의 같은 면만 보여요.

달은 약 45억 년 전, 화성만 한 천체가 갓 생긴 지구와 부딪히면서 튕겨 나간 물질이 뭉쳐 만들어졌다는 거대 충돌설이 가장 널리 받아들여지고 있어요. 달의 중력은 바닷물을 끌어당겨 밀물과 썰물을 만들고, 지구 자전축이 크게 흔들리지 않도록 붙잡아 주는 데도 도움을 준다고 여겨져요.

달은 해마다 약 3.8 cm씩 지구에서 멀어지고 있어요. 행성 크기에 비해 이렇게 큰 위성을 가진 경우는 태양계에서 드문 편이에요. 지구에는 고리가 없어요.

탐사 이야기

지구 탐사는 우리가 사는 곳을 우주에서 바라보는 일에서 시작됐어요.

• 스푸트니크 1호(소련, 1957년): 인류 최초의 인공위성으로, 우주 시대의 문을 열었어요.
• 익스플로러 1호(미국, 1958년): 지구를 둘러싼 방사선대(밴앨런대)를 발견하는 데 결정적인 역할을 했어요.
• 보스토크 1호(소련, 1961년): 유리 가가린이 인류 최초로 지구 궤도를 돌았어요.
• 아폴로 8호와 11호(미국, 1968·1969년): 아폴로 8호 승무원은 달 지평선 위로 떠오르는 지구를 찍은 ‘지구돋이’ 사진을 남겼고, 아폴로 11호는 인류를 처음으로 달에 내려놓았어요.
• 랜드샛(미국, 1972년~)을 비롯한 지구 관측 위성들: 숲, 빙하, 도시, 바다의 변화를 수십 년째 기록하고 있어요.
• 보이저 1호(1990년): 약 60억 km 떨어진 곳에서 뒤돌아 찍은 사진 속 지구는 작은 점 하나였어요. 이 사진은 ‘창백한 푸른 점’으로 유명해요.
• 국제우주정거장(2000년~): 2000년부터 사람이 끊임없이 머물며 지상 약 400 km 높이에서 지구를 돌고 있어요.

우리나라도 2022년 달 궤도선 다누리를 발사해, 달 궤도에서 달 표면과 멀리 떠 있는 지구를 관측해 왔어요.

재미있는 사실

• 지구는 태양계 행성 가운데 평균 밀도가 가장 높아요.
• 지구는 완벽한 공 모양이 아니라 적도 쪽이 살짝 부푼 모양이에요. 적도 지름이 극 지름보다 약 43 km 더 길어요.
• 지구가 태양에 가장 가까워지는 때는 북반구의 한겨울인 1월 초예요. 계절이 태양과의 거리가 아니라 자전축 기울기 때문에 생긴다는 증거예요.
• 지구가 별을 기준으로 한 바퀴 자전하는 데는 약 23시간 56분이 걸려요. 그동안 지구가 공전 궤도를 따라 조금 이동하기 때문에, 해가 다시 같은 자리에 오려면 약 4분을 더 돌아야 해서 하루가 24시간이 돼요.
• 달이 일으키는 밀물과 썰물의 영향으로 지구의 자전은 아주 조금씩 느려지고 있어요. 그래서 먼 옛날에는 하루가 지금보다 짧았어요.

Planetica에서 보기

Planetica의 태양계 보기 모드에서 지구는 태양에서 세 번째 행성으로 나타나요. 다른 행성들과 마찬가지로 J2000 궤도 요소로 계산한 오늘의 실제 위치에 놓이기 때문에, 화면 속 지구의 자리가 곧 지금 이 순간 지구가 궤도 위에 있는 위치예요. 다른 행성들이 지구에서 보면 어느 방향에 있는지 가늠해 보는 것도 재미있어요.

지구를 선택해 가까이 날아가면 달이 함께 도는 모습을 볼 수 있어요. 달은 잘 보이도록 실제보다 크게 표현돼요. 지구의 크기, 중력, 하루 길이, 자전축 기울기, 평균 기온, 공전 주기는 다른 행성과 비교하는 기준값이 되어 줘요.

지구 표면의 무늬는 실제 세계 지도가 아니라 Planetica의 행성 생성기가 만들어 낸 모습이에요. 화면에서 한반도를 찾을 수는 없지만, 푸른 행성이 태양계 안에서 어떤 자리를 차지하는지 한눈에 느껴 볼 수 있어요.

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