서론
만약 달의 위치에 목성이 있다면 지구는 어떨까요. 다른 환경이 변하지 않고 즉, 목성이 지구에 끼칠 물리적인 영향을 배제하고 마치 그림을 걸어두듯 달이 그려진 액자를 목성이 그려진 액자로 바꾸었다고 가정해 보더라도 우리는 밤하늘을 볼 때 아련한 달의 모습 가냘픈 달을 보는 대신 시야와 하늘을 꽉 채운 어느 방향에서도 어느 각도에서도 볼 수 있는 목성 달을 보게 될 것입니다. 이 블로그 글에서는 지금 있는 달의 위치에 목성이 있었다면 어떤 일이 생겼을지 상상해 보며 글을 작성해 보기로 하겠습니다. 바라보는 모습의 목성 달이 아니라 실제 목성 이 달과 같은 거리에 위치해 있다면 우리 지구는 지금과는 완전히 다른 모습으로 존재했을 것입니다. 태양계에서 가장 큰 행성인 목성은 지구보다 318배 이상 거대한 질량을 가지고 있습니다. 만약 이 압도적인 질량을 가진 행성이 지구와 가까이 위치했다면, 지구는 엄청난 영향을 받았을 것입니다. 이 글에서는 달의 위치에 목성이 있다는 가상 상황에서 지구에 미칠 영향을 세 가지 주요 측면에서 과학적인 사실에 근거하고 상상력을 기반으로 글을 작성해 보겠습니다.
엄청난 조석력
지구 해수면의 격변 달은 지구의 하나뿐인 소중한 위성이며, 지구에 가장 가까운 천체입니다. 달은 지구에 중력을 미치고, 이 중력은 지구의 바닷물을 끌어당겨 조석력을 발생시킵니다. 조석력은 지구 해수면의 주기적인 상승과 하강을 일으키는 힘입니다. 비록 달이 지구보다 훨씬 작아 달의 중력 또한 지구의 중력보다 훨씬 작지만 그 작은 중력도 지구와 가깝다 보니 강력한 중력의 영향을 미치고 있습니다. 달의 중력은 지구의 가까운 쪽을 더 강하게 잡아당기고, 반대쪽은 약하게 잡아당깁니다. 그런 와중에 태양 또한 멀리 있다 할지라도 항상 그 자리에 있으면서 지구에 변함없는 영향을 미치고 있습니다. 그 태양도 지구에 중력을 미치고 조석력을 발생시킵니다. 하지만 태양은 지구보다 훨씬 멀리 떨어져 있어 달보다 약한 조석력을 발생시킵니다. 달과 태양의 중력이 합쳐져 지구에 작용하는 힘이 조석력입니다. 달과 태양이 일직선에 있거나 서로 반대편에 있을 때는 조석력이 가장 강해집니다. 이로 인해 달과 태양의 중력이 합쳐져 지구의 해수면을 가장 높게 당기는 순간을 만조라고 합니다. 하루에 두 번 발생합니다. 반면 썰물은 달과 태양의 중력이 지구 해수면에 미치는 영향이 가장 약한 순간입니다. 이 또한 하루에 두 번 발생합니다. 익숙한 단어는 아니지만 사조도 있습니다. 사조는 달과 태양이 지구와 직각으로 위치하여 조석력이 약해지는 순간입니다. 만조와 썰물 사이에 발생합니다. 달의 중력은 7.94 x 10^22 m^3/s^2인 반면 목성의 중력은1.8986 x 10^27 m^3/s^2입니다. 무려 23,790배나 더 강력합니다. 그런 강력한 중력을 가진 목성이 옆에 있을 경우에 조석력의 크기는 어떤 단어로도 빗대어 표현하기 어려울 정도로 엄청난 조석력을 발생시키게 될 것입니다. 이 엄청난 크기의 조석력이 지구에 작용하게 된다면 생각을 정리하기 위해 잔잔한 바다를 보고 싶어라는 희망은 꿈도 꿀 수 없는 것이 될 것입니다. 이 정도의 크기의 조석력이 작용할 경우 바다에서 파도라는 단어는 사라질 것입니다. 파도라는 단어는 고대 신화에서나 존재할만한 상상도 하지 못할 이미지가 될 것이며 실제 바다에는 거대한 해일이 해안 지역을 덮쳐 엄청난 파괴와 침수 피해를 야기할 것입니다. 해안 도시들은 물에 잠기고, 수백만 명의 사람들이 피해를 입을 가능성이 높습니다. 그렇다 보니 해수면은 극심한 범위로 변동하며, 예측 불가능한 조석 현상이 일어날 것입니다. 항만 운영, 어업 활동, 해양 생태계에 심각한 영향을 미칠 것입니다. 이뿐만이 아닙니다. 강력한 조석력은 태양과 막상막하의 힘을 발휘하게 될 우리의 목성 달은 그 중력의 영향으로 지구 자전 속도를 감소시키고 하루 길이가 길어질 것입니다. 이는 지구 생태계에 혼란을 야기하고, 생물 리듬에 영향을 미칠 것입니다.
극심한 기후 변화
지구 환경의 붕괴 목성 달이 존재하게 되면 거대한 조석력의 기하급수적인 증가로 인해 파도 대신 해일이 우리의 일상에 닥칠 현실이 될 것이라는 것을 말씀드렸습니다. 이어서 조석력의 영향 중 하나가 지구의 자전속도에 미칠 영향을 잠깐 언급했었습니다. 만약 지구의 자전속도가 변하게 된다면 지구는 어떻게 될까요 조금 더 구체적으로 살펴보도록 하겠습니다. 만약 목성이 달의 위치에 있다면 지구의 궤도는 현재보다 훨씬 더 타원형이 될 것입니다. 목성은 지구보다 318배 이상 거대한 질량을 가지고 있습니다. 만약 목성이 달의 위치에 있다면 지구는 목성의 강력한 중력 영향을 받게 될 것입니다. 이 중력 섭동은 지구 궤도에 작용하여 궤도를 더 타원형으로 만들 것입니다. 태양계의 모든 행성은 중심 천체 즉 태양 주위를 공전하면서 각운동량을 보존합니다. 각운동량은 질량, 속도, 거리에 의해 결정됩니다. 목성의 중력 섭동은 지구의 각운동량을 변화시키고, 이는 지구 궤도를 더 타원형으로 만들 것입니다. 타원형 궤도에서는 지구와 태양 사이 거리가 계절마다 달라집니다. 목성이 달의 위치에 있다면 지구와 태양 사이 거리 변화가 더욱 크게 차이가 나게 됩니다. 근일점은 지구가 태양에 가장 가까이 다가가는 지점이고 원일점은 지구가 태양에서 가장 멀리 떨어지는 지점입니다. 목성의 중력 섭동은 지구의 근일점 거리를 더욱 줄일 가능성이 높습니다. 이는 극심한 폭염과 가뭄을 유발할 수 있습니다. 마찬가지로 지구의 원일점 거리를 더욱 늘릴 가능성이 높습니다. 이는 극심한 추위와 폭설을 유발할 수 있습니다. 이러한 변화는 전혀 통계 데이터를 극단적으로 과장해서 나올 수 있는 결론이 아니고 단지 몇 배만 더 증가시킨다고 가정해도 얻을 수 있는 결론입니다. 이는 자연스럽게 극심한 계절변화를 우리가 맞이하게 된다는 이야기로 진행되게 됩니다. 극심한 계절 변화는 지구 생태계 및 인간 사회에 심각한 영향을 미칠 것입니다. 생물 다양성을 감소시키고, 생태계 불균형을 야기할 수 있습니다. 많은 종들이 멸종 위기에 처하고, 생태계의 회복력이 저하될 수 있습니다. 또한 인간 또한 생태계의 한 축을 이루고 있는 요소일 뿐인데 인간을 둘러싸고 있는 사회 또한 위협을 받게 될 것입니다. 농업 생산 감소, 식량 부족, 전염병 확산 등으로 인해 인간 사회는 혼란에 빠질 수 있습니다. 사회 불안, 경제적 손실, 인구 감소 등 심각한 문제들이 발생할 수 있습니다.
생명체 진화의 불확실성
인간의 존재 가능성 지금의 달 자리에 목성 달이 존재하게 되면 어떻게 될지에 대해 조석력을 살펴보고 다음으로 기후 변화를 예측해 보았습니다. 그렇게 되었을 경우 지구에 살고 있는 사람뿐만 아니라 생명체 들은 어떻게 될까요. 만약 목성이 달의 위치에 있다면 지구의 초기 생명체 진화는 현재와는 완전히 다른 방향으로 진행되었을 가능성이 높습니다. 강력한 조석력, 극심한 기후 변화, 불안정한 환경은 초기 생명체에게 엄청난 도전 과제를 제시했을 것입니다 우리가 학생 시절 배웠던 초기의 동글동글한 원생동물은 그렇게 유유자적하게 물 위를 떠다니는 것은 불가능했을 것이라고 상상됩니다. 강력한 조석력은 해수면 변화를 극심하게 만들고, 해안 지역을 침수시킬 것입니다. 이는 해양 생물의 서식지를 파괴하고, 생존을 위협할 것입니다. 극심한 기온 변화, 잦은 폭염, 가뭄, 폭우, 폭설 등은 초기 생명체에게 큰 스트레스를 줄 것입니다. 많은 종들이 적응하지 못하고 멸종할 가능성이 높습니다. 잦은 지진, 화산 활동, 해수면 변화 등은 초기 생명체의 진화를 방해하고, 안정적인 환경을 조성하지 못할 것입니다. 우리가 태양계의 다른 행성 혹은 위성서 생명체가 존재했을 수 있다고 가능성은 열어두지만, 극한의 환경에서 대부분이 생물체가 적응과 진화에 실패해 존재하지 못하게 됨으로 결론 내리는 것과 비슷한 상황입니다.
결론
목성이 달의 위치에 있었다면 지구 생명체 진화는 현재와는 완전히 다른 방향으로 진행되었을 가능성이 높습니다. 초기 생명체 멸종과 새로운 생명체 진화는 극한 환경에 대한 적응 능력에 달려 있었을 것입니다. 우리는 지구 환경의 변화가 생명체 진화에 미치는 영향을 잊지 말고, 현재의 환경을 보호해야 한다는 책임감을 가져야 합니다