[북툰] 달은 어떻게 태어났을까? 달 기원설 4가지

 

 

지구로부터 평균 38만 4천km의 거리

빛으로는 약 1.3초, 우주선으로는 사흘, 자동차로는 쉬지 않고 달려도 6개월이 걸리는 곳.

네, 바로 우리의 위성 달입니다.

 

달은 태양계에서 유일하게 홀로 모행성을 돌고 있는 위성입니다.

그러면서 모행성 대비 크기는 태양계 위성 중 단연 으뜸입니다.

그 크기가 하필이면 400배 멀리 떨어진 태양보다 딱 400배가 작아서

우리 눈에는 달과 태양이 같은 크기로 보입니다.

 

달은 결코 자신의 뒷모습을 보여주지 않습니다.

달의 공전주기는 자전주기와 27.3일로 똑같기 때문에 우리는 달의 앞면만 볼 수 있습니다.

 

이처럼 여러 우연이 신비로움으로 가장된 전체가 바로 우리의 위성 달입니다.

밤하늘에 떠 있는 천체 중에 달처럼 관측하기 쉬우면서 분명한 위상변화를 보인 것은 없었습니다.

 

덕분에 인류는 상상력을 발달시켰고

동서양을 막론하고 역법이 만들어졌으며

고대로부터 천문학이 발달했습니다.

 

아이작 뉴턴은 달이 왜 지구에서 멀리 날아가 버리지 않는지 의문을 던지다가

그 힘이 지상에서 사과를 끌어당기는 힘과 똑같다는

만유인력을 발견했습니다.

어떻게 보면 과학은 달의 관측과 함께 비롯되었다 해도 과언이 아닙니다.

 

이처럼 지구의 역사와 인류의 역사에 깊이 자리 잡은 달은 어떻게 탄생한 걸까요?

우주의 기원, 인류의 기원

그렇다면 오늘은 달의 기원을 한번 알아보겠습니다.

 

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지금까지 알려진 달 기원설은 크게 네 가지입니다.

 

1) 쌍둥이설

초창기의 가설 중 하나는 영국의 과학자 켈빈 경이 주장한 쌍둥이설입니다.

 

지구와 달이 우주의 먼지구름에서 쌍둥이처럼 나란히 탄생에서 오늘날에 이르렀다.

그러니까 지금으로부터 약 45억 년 전

원시지구 주위의 가스와 먼지로 된 미니 원반으로부터 달이 생겨났다는 주장입니다.

 

하지만 쌍둥이설은 달의 공전 궤도가 일정치 않다는 사실이 드러나면서

그리고 가스와 먼지로부터는 모행성 대비 큰 위성이 생겨나기 어렵다는 주장이 제기되면서 점차 신빙성을 잃었습니다.

 

2) 포획설

두 번째 가설은 포획설입니다.

태양계의 다른 곳에서 독자적으로 형성된 달이

우주를 떠돌다가 지구의 인력에 의해 포획되었다는 가설입니다.

 

화성의 위성인 포보스나 데이모스도 포획설에 의해 생겨난 위성이라고 보고 있습니다.

포획설이라면 달이 위성치고 유난히 큰 이유도 설명됩니다.

 

그러나 포획설이 뒷받침되려면

달과 지구의 지질구조가 이질적인 특성을 보여야 합니다.

 

20세기에 들어 달의 지질학적 특성이

지구와 상당히 비슷하다는 점이 밝혀지자 포획설은 힘을 잃어갔습니다.

 

3) 분열설

1878년에 찰스 다윈의 둘째 아들이자 천문학자인 조지 다윈이

새로운 달 기원설인 분열설 주장했습니다.

 

분열설은 지구의 일부가 자전 원심력으로 떨어져 나가 달이 되었다는 가설입니다.

 

생성 초기, 걸쭉하게 녹은 상태의 원시지구가

빠르게 자전하다가 아령같은 형태가 되었고

결국 아령의 목 부분이 부러지면서 지금의 두 천체로 분리되었다.

 

분열설은 달과 지구의 지질구조가 서로 비슷하다는 점에 부합합니다.

그리고 지구의 대양 형성과 대륙 배치를 설명한다는 점에서도 인기를 끌었습니다.

 

분열설에 의하면 엄청난 분열의 여파로 지구 표면에 거대한 원형 침하가 생깁니다.

이 침하가 바로 태평양 해역이 됩니다.

 

그와 동시에 원시대륙이 지구 양편으로 찢어지면서

아프리카와 아메리카 대륙이 생깁니다.

 

하지만 인기를 끌던 분열설에도 반론이 있었습니다.

천체의 일부가 떨어져나가 인력이 파괴되지 않을 거리까지 날아가려면

엄청난 원심력이 필요한데

원시지구의 자전속도가 아무리 빨랐다해도

달을 분열시킬 만큼 빠르지 않았다는 반론입니다.

 

4) 대충돌설

네 번째 가설이자 현재 가장 유력한 달기원설은 20세기 말에 등장한 대충돌설입니다.

45억 년 전, 화성 크기의 외부 천체가 원시지구와 충돌해 달이 태어났다는 것이 바로 대충돌설입니다.

 

과학자들은 그 외부 천체에 테이아라는 이름을 붙였습니다.

테이아는 그리스 신화에서 달의 여신 셀레네의 어머니입니다.

 

지구와 충돌로 테이아는 박살이 났고 지구 파편과 섞여 토성의 고리 같은 뜨거운 띠가 형성되었습니다.

시간이 흐르면서 파편의 일부는 도로 떨어져 지구 표면에 흡수되고

나머지는 점점 뭉쳐져 지구 궤도를 도는 달이 되었습니다.

 

비슷한 지질학적 구성을 가진 두 천체가 모습을 갖추게 되자 어머니 테이아는 흔적도 없이 사라졌습니다.

 

이러한 대충돌설에도 한계가 있습니다.

대충돌 후, 지구를 도는 파편끼리 충분한 혼합이 일어나려면

파편벨트가 한동안 엄청나게 뜨거워야 하는데

천체간의 정면충돌로는 그만한 수준의 열을 얻기 어렵다는 반론이 제기된 것입니다.

 

그래서 최근에는 대충돌이 정면충돌이 아니라

일종의 초고속 빗맞기였을 거라는 보충 이론이 나왔습니다.

이런 뺑소니식 충돌은 정면충돌보다 더 뜨거운 열을 생성할 가능성이 있기 때문입니다.

 

만약 이 수정이론이 맞다면 부서진 테이아가 지금 우주 어딘가에 떠돌고있을지도 모르겠습니다.

 

 

 

어떤 가설이 맞든 달은 큰 격변을 통해 탄생했습니다.

이후 20억 년 동안 비처럼 쏟아지는 우주 잔해를 흡수하면서 지구의 위성으로 자리 잡았습니다.

 

지구와 달은 현재 서로의 인력 덕분에 안정적으로 공통질량 중심을 돌고 있습니다.

달이 없다면 지구의 자전축은 어지럽게 흔들릴 것입니다.

정기적인 계절이 사라지고 하루 두 번의 만조도 없어집니다.

태양의 인력만 작용되는 지구는 바닷물이 극점으로 모이면서 해수면이 상승합니다.

 

한마디로 달이 없어지면 지구는 예측불허의 극단적 기후 격변이 거듭되는 대재앙을 맞이하게 됩니다.

 

달은 원시대양 속의 수중생물이 육지생물로 진화하는 데에도 결정적인 역할을 했습니다.

수억 년 전의 달은 지금보다 훨씬 가까이에서 공전했습니다.

그만큼 달의 인력도 더 강했고 조수간만의 차도 컸습니다.

 

해수가 엄청난 폭으로 들고 나면서 수중생물들은 끊임없이 뭍으로 내동댕이 쳐졌습니다.

그러니까 그들은 스스로 물 밖으로 기어 나온 게 아니라

달의 거대한 조석력에 의해 어쩔 수 없이 뭍으로 내던져진 것입니다.

 

이러한 비자발적 내동댕이는 수천만 년 동안 반복되었습니다.

그동안 빗물과 미네랄로 생명 활동을 이어간 생물들은 육지 환경에 서서히 적응해갔습니다.

그리고 차츰 연안지역을 벗어나 세상으로 퍼져 나갔습니다.

 

오늘날 그들은 자신들을 뭍으로 내던져준 달을 찾았습니다.

20세기에 달탐사가 시작될 무렵 영국의 천문학자 패트릭 무어는 이런 말을 했습니다.

 

생성 초기에 격변을 겪은 달은 지구의 바닷가에 바다생명체가 출현하는 것을 보고 긴긴 잠에 들어갔다.

그리고 먼 훗날, 인류의 등장과 함께 잠에서 깨어났다.

 

오늘 영상은 영국의 자연과학자 애드거 윌리엄스가 쓴 <낭만의 달, 광기의 달>을 참고했습니다.

책을 읽다 보니 지질학적 내용 뿐만 아니라

달과 관련된 신화나 전설 이야기가 흥미롭게 담겨있어서

다음 기회에 다른 기획으로 달 영상을 한 번 더 만들어볼까 합니다.