지구
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푸른 구슬(아폴로 17호에서 촬영) | |
궤도 성질 (원기 J2000) | |
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원일점 | 152,097,701 km (1.016 710 333 5 AU) |
근일점 | 147,098,074 km (0.983 289 891 2 AU) |
긴 반지름 | 149,597,887.5 km (1.000 000 112 4 AU) |
짧은 반지름 | 149,576,999.826 km (0.999 860 486 9 AU) |
궤도 둘레 | 924,375,700 km (6.179 069 900 7 AU) |
이심률 | 0.016 710 219 |
공전 주기 | 365.256 41 d (1.000 017 5 a) |
회합 주기 | n/a |
최대 공전 속도 | 30.287 km/s (109,033 km/h) |
평균 공전 속도 | 29.783 km/s (107,218 km/h) |
최소 공전 속도 | 29.291 km/s (105,448 km/h) |
궤도 경사 | 0.000 05° (태양 적도와는 7.25°) |
승교점 경도 | 348.739 36° |
근일점 인수 | 114.207 83° |
위성 수 | 1 개 (달) (3753 크뤼트네와도 궤도를 공유) |
물리적 성질 | |
종횡비 | 0.996 647 139 |
타원율 | 0.003 352 861 |
반지름: | |
적도 | 6,378.135 km |
극 | 6,356.750 km |
평균 | 6,372.795 km |
지름: | |
적도 | 12,756.270 km |
극 | 12,713.500 km |
평균 | 12,745.591 km |
둘레: | |
적도 | 40,075.004 km |
극 | 39,940.638 km |
평균 | 40,041.455 km |
표면적 | 510,065,284.702 km² |
육지 | 148,939,063.133 km² (29.2 %) |
물 | 361,126,221.569 km² (70.8 %) |
부피 | 1.0832×1012 km³ |
질량 | 5.9736×1024 kg |
밀도 | 5,515 kg/m³ |
적도 상의 중력 | 9.780 m/s² (0.997 32 g) |
탈출 속도 | 11.186 km/s |
항성일 | 0.997 258 d (23.934 h) |
자전 속도 (적도 기준) |
465.11 m/s |
자전축 기울기 | 23.439 281° |
북극점의 적경 | 0° (0 h 0 min 0 s) |
적위 | 90° |
반사율 | 0.367 |
표면 온도 - 최저 - 평균 - 최고 |
185 K 287 K 331 K |
표면 대기압 | 100 kPa |
대기 구성 | |
질소 | 77 % |
산소 | 21 % |
아르곤 | 1 % |
이산화 탄소 | 0.038% |
수증기 | trace (날씨에 따라 변화) |
지구 ( 地球 )는 태양계의 셋째 행성이며 태양계의 지구형 행성 중에서 가장 크다. 지구는 45.7억년 전에 형성되었으며 45억 3천만 년 전에 형성된 달을 위성으로 두고 있다. 두 선분은 자오선과 적도를 의미한다. 엷은 대기층으로 둘러싸여 있어 생물들이 살 수 있는 유일한 행성이다. 태양계에서 지구까지의 거리가 약 1억 5000만㎞ 이고, 지구는 완전한 구(球)가 아닌 회전타원체에 가깝지만 적도 반지름 약 6378㎞, 극(極) 반지름 약 6357㎞로 그 차는 약 20㎞에 불과하여 편평도(偏平度)는 매우 작다.
목차 |
[편집] 물리적 특성
지구는 대기권, 수권, 그리고 고체 지구로 이루어져 있으며, 고체 지구는 다시 지각, 맨틀, 핵으로 구성된다. 생물권은 그 양이 매우 작고, 대부분의 경우 지구의 물리적 층으로는 인정하지 않고 있다. 지질학적인 관점에서 본 지구의 층상구조는 다음과 같다.
0 - 약 60km 암석권 (위치에 따라 5km에서 200km까지 변화함)
0 - 약 35km 지각 (위치에 따라 5km에서 70km까지 변화함)
약 35km - 2890km 맨틀
약 60km - 약 200km 연약권
2890km - 5100km 외핵
5100km - 6378km 내핵
일반적으로 사용되는 지각-맨틀의 경계인 모호면은 화학적 조성의 차이로부터 분류하는 것이다. 판구조론에서 사용되는 암석권과 연약권의 구별은 물질의 성질에 따라서 분류한 것으로 지질학적인 시간동안 탄성체로 간주할 수 있는 부분을 암석권, 점성을 가진 물체처럼 행동하는 부분을 연약권이라고 한다. 연약권을 암류권이라고 칭하는 사람도 있다.
[편집] 지구의 운동
지구는 23시간 56분 4.091초의 주기로 자전하고 있으며 그 축은 북극과 남극을 잇는 선이다. 그 방향은 지구의 북극에서 보았을 때 시계 반대방향이다. 그 결과 지구에서는 천체들이 한 시간에 15도씩 동에서 서로 이동하는 것 처럼 보이는 일주운동이 관찰할 수 있다.
지구는 태양을 365.2564 태양일의 주기로 공전하고 있다. 이 때문에 지구에서 보았을 때 태양이 다른 천체들을 배경으로 하여 하루에 1도씩 동에서 서로 이동하는 현상을 볼 수 있다.
지구의 궤도 속도는 평균 초속 30km 정도인데, 이 속도는 지구의 지름은 7분만에, 달까지의 거리는 4시간만에 통과할 수 있는 속도이다.
지구는 하나의 위성, 달을 거느리고 있다. 달과 지구는 공동질량중심을 27.32일의 주기로 회전하고 있으며 이를 항성월이라고 한다. 한편, 지구와 달의 회전이 일어나는 동안 지구 역시 태양주위를 공전하고 있기 때문에 태양과 달의 상대적인 위치가 되풀이 되는 데에는 항성월 보다 조금 긴 29.53일이 걸리며 이 기간을 삭망월이라고 지칭한다.
공전 궤도면에 수직인 방향과 자전축은 서로 일치하지 않고 23.5도나 차이가 난다. 이 기울기 때문에 공전궤도상의 지구의 위치에 따라 태양입사의 각도가 달라지게 되고 계절의 변화를 일으키게 된다. 한편 달의 궤도면은 지구의 공전궤도면과 또 다시 5도의 차이가 있다. 따라서 매 삭망 마다 일식과 월식이 반복되지 않는다.
관성좌표계(지구의 자전, 공전과 관계없이 태양에 고정되어 있는 좌표계)에서 지구는 세차운동을 한다. 세차운동이란 지구의 자전축이 오랜시간동안 원뿔모양을 그리면서 회전하는 것을 일컫는데, 그 주기는 25,800년이다. 세차운동은 태양의 중력이 지구의 볼록타원체에 차등적으로 가해져서 생기는 현상인데, 비슷하게 달에 의해서도 자전축인 흔들리며 그 주기는 18.6년이고 장동이라고 불린다.
지구와 함께 회전하는 좌표계에서도 지구의 자전은 약간의 불안정함을 보이는데, 이것을 en:polar motion이라고 한다. Polar motion은 준주기적인 운동이며, 연주기성분과 en:Chandler wobble이라고 하는 14개월 성분으로 이루어져 있다. Polar motion과 함께 지구의 자전 속도 역시 일정하지 않으며 따라서 하루의 길이 역시 달라지게 된다. 때때로 윤초가 삽입되는 것은 이러한 영향을 보상하기 위해서이다.
현재 지구 공전 궤도의 근일점은 1월 3일 부근에 있으며 원일점은 7월 4일 부근에 있다. 세차운동과 밀랑코비치 주기로 알려진 현상에 의해서 지구의 공전 궤도는 달라진다.
때때로 지구는 태양계 제3행성으로도 지칭되는데, 이는 태양계의 행성중에 지구가 태양으로부터 세번째에 위치하고 있는 사실에 근거한다.
[편집] 지구의 역사
- 지구의 형성
지구의 형성은 45억 5천만년 전으로 추정되며, 태양계의 형성과 그 때를 같이한다. 원시 태양계 원반의 태양 가까운 부분에서는 갓 방출되기 시작된 태양의 복사에너지에 의해 휘발성 성분이 제거되면서 규소를 주성분으로 하는 암석 종류와 철, 니켈등의 금속성분이 남게된다. 이들은 원시 태양 주위를 공전하면서 합쳐서 그 크기를 불리게 되는데, 어느 정도 몸집과 중력을 가진 것들을 미행성이라고 부른다. 미행성들은 보다 작은 소행성이나 성간 물질을 유인하여 성장하였다. 미행성의 크기가 커지면 성장속도는 가속된다. 크기가 작은 소행성들이 충돌하게 되면 충돌의 충격으로 조각들이 흩어지게 되나, 크기가 큰 것들이 충돌하게 되면 중력이 강하기 때문에 탈출하는 조각들을 회수할 수 있기 때문이다. 이 때 생긴 미행성들 중에서 현재까지 남아있는 것은 5개이다.
원시 지구는 바깥부분이 거의 완전히 녹은 상태를 경험하게 되면서 성장한다. 원시 지구의 열원은 크게 3가지로 설명이 되는데, 첫번째는 소행성의 충돌이다. 소행성의 충돌은 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 원시 지구를 뜨겁게 가열했다. 다른 하나는 중력에너지이다. 원시지구가 충돌로 인한 가열때문에 조금씩 녹기 시작하자 그 때 까지 뒤섞여있던 철과 규소가 중력에 의해서 서로 분리되기 시작한 것이다. 무거운 철이 중력에너지가 낮은 지구 중심으로 쏠려 내려가면서 굉장한 중력에너지를 열에너지의 형태로 방출한다. 세번째 열원은 원시 태양계에 충만하던 방사성 동위원소의 붕괴열이다. 지구의 바깥부분이 완전이 녹은 상태를 마그마 바다라고 한다. 마그마바다의 깊이는 수백 km에 달했다고 여 겨진다. 중력 분화가 끝나고, 더이상 낙하할 소행성들도 거의 정리가 되자 지구는 식기 시작한다. 마그마 바다가 식기 시작하면서 최초의 지각이 형성된다.
- 대기의 역사
지구 대기의 역사는 암석과 마그마로부터 방출된 기체들이 지구 주위에 중력으로 묶이면서 시작된다. 이렇게 형성된 대기를 원시대기라고 한다. 원시 대기를 이루는 물질은 지구를 형성한 소행성과 혜성 따위에 포함되어있던 휘발성 물질로부터 비롯되었다. 지구가 식어가면서 마그마 바다가 식어 고체의 바닥이 다시 형성되고, 원시 대기의 수증기 성분이 응결하여 비가 내리기 시작하였다. 이 비는 원시 바다를 형성하였다.
- 생명체의 탄생
원시 바다의 해저에서는 지금의 열수분출공과 같은 곳이 다수 존재하였을 것으로 여겨지고 40억년 정도 전에는 여기서 일어나는 고에너지의 화학반응을 이용하는 특수한 유기물들이 생겨나 최초의 생명으로 진화하였다고 생각된다.
광합성을 할 수 있는 생명체들이 생겨나면서부터 이들은 태양 에너지를 곧바로 자신들의 에너지원으로 활용할 수 있게 되었다. 광합성의 결과로 생긴 산소는 먼저 바다에 녹아들어가면서 엄청난 양의 산화철을 만들었고, 바다에 퇴적시켰다. 바다가 산소로 포화되는데에는 10억년에서 20억년이 걸렸던 것으로 추정하고 있다. 이후 계속되는 광합성은 산소를 대기 중으로 방출시켰으며 성층권에 오존층을 형성하게 된다. 초기의 생물들은 단세포 생물로 지금의 원핵생물과 비슷했다고 여겨진다. 이들이 서로 합쳐지는 과정을 통해 한층 더 복잡한 형태인 진핵생물로 진화했다. 진핵생물이 서로 군집하게 되면서 다세포 생물로 진화했다.
- 지각의 이동
수억년을 주기로 하여 지구 표면의 대륙들은 모이고 다시 합쳐지기를 반복해왔다. 언제부터 이 주기가 시작되었는지는 명확하지 않다. 지구의 대륙들이 모두 뭉쳐 하나의 큰 대륙을 형성할 때가 있는데, 이를 초대륙이라고 한다. 지금까지 존재 시기가 결정된 초대륙에는 7억 5천만년 전의 로디니아, 6억년에서 5억 4천만년 전의 판노시아, 그리고 2억년 전의 판게아등이 있다.
- 빙하기와 진화
7억 5천만 년 전부터 5억 8천만 년 전 시기에 전 지구가 얼음에 덮이는 혹독한 빙하기가 찾아왔었다는 가설이 60년대부터 제기되었다. 이 가설을 스노우볼 지구라고 하는데, 빙하기의 종료와 함께 캄브리아기의 대폭발이 찾아왔다는 점에서 특별한 관심을 끌고 있다. 캄브리아기 폭발은 캄브리아기에 들어서면서 다세포 생물이 갑자기 번성하게되면서 종의 다양성이 폭발적으로 늘어난 현상을 일컫는다.
5억 3천5백만년 전의 캄브리아기의 대폭발 이후로 다세포 진핵생물은 육상을 점령하고, 하늘에 진출했으며, 바다에서는 생태계의 꼭지점에 군림하는 등 엄청난 성공들 거두었다. 한편 캄브리아기 이후 생물종의 대부분을 멸종시킨 대량멸종사건이 5차례 있었다는 것이 확인되었다. 대량멸종사건은 기존에 번성하던 생물종들을 대부분 지구상에서 사라지게 하지만, 거기에서 살아남은 종들은 다시 번성하여 기존의 생태적 지위를 차지하게 된다는 점에서 생물의 진화에 결정적인 영향을 미치는 사건이다. 고생대 말의 대량멸종은 판게아의 분열과 관련된 대규모 화산활동에 의했다고 생각되며 중생대 말의 대량멸종은 운석 충돌로 야기되었다. 중생대 말의 대량멸종이후 포유류들이 번성하게 되었다.
- 인간의 탄생
[편집] 읽어보기
태양계 |
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행성: 수성 - 금성 - 지구 - 화성 - 목성 - 토성 - 천왕성 - 해왕성 |
왜행성: 세레스 - 명왕성 - 에리스 |
기타: 태양 - 위성 - 유성체 - 소행성(소행성대) - 혜성 - 카이퍼 대 - 산란 분포대 - 오르트 구름 |
참조: 태양계 천체 목록(반지름순, 질량순) |