4. 너무 적지도 크지도 않는 적당한 크기의 지구

지구의 크기는 지구상에 살고있는 인간의 생존과 밀접한 연관을 가지고 있다. 우리가 이 지구상에 살면서 한번도 깊이 생각 해보지 않은 지구의 크기가 우리 인간의 생존에 중요한 영향을 미친다는 사실이 생소하게 들릴지 모르겠지만 지구의 크기는 인간뿐만 아니라 지구상의 모든 생명체에 큰 영향을 미친다. 그럼 지구의 크기가 어떤 영향을 미치는지 한번 알아 보도록 하자.

만일 지구가 지금보다 2배로 적다면 어떤일이 벌어질까? 이럴 경우 지구의 질량은 반경의 세제곱에 비례하므로 1/8로 줄어들고, 지표면의 중력은 질량에 비례하고 반경의 제곱에 반비례 하므로 지금보다 반으로 줄어든다. 우리가 매일 숨쉬고 있는 지구의 공기는 질량을 가지고 있기 때문에 지구 중력의 영향을 받게된다. 따라서 지표면 근처에는 공기의 밀도가 높고 상층 대기로 올라 갈수록 공기 밀도가 희박해 진다. 높은 산에 올라가면 산소가 희박해지는 것을 생각하면 이해가 쉬울 것이다. 그런데 지구가 반으로 줄어들면 중력이 적어져 지구 탈출 속도가 줄어들게 된다. 그럴 경우 공기 입자들의 자유 운동 속도가 지구 탈출 속도보다 커지는 상황이 생겨 많은 공기들이 대기권 밖으로 달아나게 된다. 이렇게 되면 지구상에는 공기가 점차 희박해져서 공기로 호흡하는 모든 동식물들은 생존 할수가 없게 된다. 이 얼마나 심각한 문제인가?

실제로 지구의 반 밖에 안되는 화성에서는 적은 중력으로 말미암아 공기의 대부분이 우주로 달아나서 현재 남은 공기는 지구의 1% 정도 밖에 안되며, 지구의 1/4 밖에 안되는 달에는 화성 보다도 더 적은 중력으로 말미암아 오래전에 공기가 우주 밖으로 다 달아나 버려 산소통 없이 살수가 없다. 중력이 적어지면 공기가 없어지는 것 외에 우리의 신체에도 변화가 일어나게 되는데 우주 비행사들이 중력이 약한 우주 공간에 가면 관절이 늘어 나듯이 사람들의 키가 약한 중력으로 인하여 지금보다 더 커지게 되며 걸음걸이는 중력이 적은 달에서의 아폴로 우주인처럼 깡총 깡총 뛰는 걸음걸이가 될 것이다. 성냥개비처럼 비쩍 마른 사람이 토끼처럼 깡총 깡총 뛰어 다닌다면 얼마나 우스광스러울 것인가? 그런데 다행히도 창조주 하나님께서는 하나님의 형상을 따라 숭고하게 창조된 우리가 이런 우스광스런 모습이 되지 않도록 지구를 적당한 크기로 만들어 놓으셨다.

그와 반대로 만일 지구의 크기가 지금보다도 더 컷다면 어떻게 되었을까? 지구의 크기가 커져서 야기되는 문제 역시 지구의 중력과 연관되어 있다. 지구의 중력이 커지면 수소나 헬륨등 가벼운 기체뿐만 아니라 몸에 해로운 암모니아나 메탄같은 기체들이 우주로 탈출을 못하고 대기에 점점 쌓이게 된다. 이렇게 되면 중력이 큰 목성처럼 지구의 대기 성분이 바뀌게 되는데 생명 활동에 필요한 산소 보다는 몸에 해로운 메탄같은 유독 가스들이 쌓이게 되어 아예 생존 자체가 불가능하게 된다.

지구의 크기가 커져서 생기는 또 다른 위협은 커진 중력으로 인해 지금보다도 훨씬 더 많은 운석들을 지구로 끌어당겨 우리의 생존을 직접적인 피해를 입히게 된다는 사실이다. 운석이 지금보다 더 많이 떨어진다면 운석이 어디로 떨어지게 될지에 대한 운석 예보가 일기 예보 보다도 더 큰 비중을 차지하게 될 것이다. 외출시에는 모든 사람들이 두꺼운 헬멧을 착용해야 할 것이며 집이나 자동차들은 모두 뚜꺼운 철판으로 무장하여 떨어지는 운석에 대비해야 될 것이다. 또한 지구의 중력이 커지게 되면 무거운 중력을 이기고 걸어 다니기 위해 모든 사람들이 코끼리 다리처럼 튼튼한 다리를 가지고 어슬렁 어슬렁 걷게 될 것이며 키도 잘 자라지 않게 될 것이다..

지구 표면 중력 세기에 의해 결정되는 공기 입자의 밀도는 기후 패턴에도 영향을 줄수가 있다. 지구의 크기가 지금보다 커서 중력이 세어지면 공기 입자의 밀도가 커지게 되고 입자들 사이의 충돌이 빈번히 일어나게 된다. 이럴 경우 입자들 사이의 충돌에 의해 열에너지 교환이 쉽게 일어나므로 적도 지방에 집중된 태양열 에너지가 추운 양극쪽으로 빨리 전달된다. 그렇게 되면 적도 지방의 기후는 지금보다 덜 덥고 극지방에서는 덜 춥게되어 극지방에 얼어있던 빙하가 녹아 지구의 많은 부분이 물에 잠기게 될것이다. 그럴경우 인간이 살수있는 땅이 줄어드는 부작용이 생기게 된다. 반대로 중력이 적어 공기 입자의 밀도가 너무 적다면 입자들 사이의 충돌이 적어지고 열교환이 거의 되지 않아 태양이 비치는 곳은 아주 더운 반면 그 바로 옆에 있는 그늘은 아주 추울 것이다. 이럴 경우 적도 지방의 온도는 인간이 살수 없을 정도로 올라가고 적도 근처의 바다 온도도 함께 올라가서 폭우와 엄청난 위력의 태풍이 빈번하게 발생하여 기상 재해를 유발할 것이다. 반면에 극지방은 지금 보다도 휠씬 춥게되어 인간이 쾌적하게 살수있는 땅이 역시 줄어드는 현상이 발생할 것이다..

이렇게 지구의 크기에 의존하는 공기 입자의 밀도도 우리의 생존에 중요한 영향을 미치지만 공기를 구성하고 있는 구성 성분 역시 우리의 생존에 많은 영향을 미친다. 만일 현재 대기의 21%를 차지하고 있는 산소의 양이 지금 보다도 적다면 어떨까? 그렇게 되면 당연히 숨쉬기가 힘들뿐만 아니라 많은 산소가 요구되는 스포츠 활동은 결코 할수 없는 제한적인 삶을 살게 될 것이다. 튼튼한 다리가 있는데 마음껏 달리지 못하고 나즈막한 야산으로 등산을 가는데도 산소통을 지고 가야 한다면 얼마나 불편할까?

이와 반대로 만일 산소가 지금보다도 더 많이 존재한다면 어떻게 될까? 이 경우 신선한 산소를 많이 마쉴수 있어 좋겠지만 많은 산소로 인하여 지구는 항상 불난리를 격게 될것이다. 가령 캠핑을 가서 캠프파이어를 한다고 생각 해보자. 산소가 적다면 불이 안 붙어 걱정 이겠지만 산소가 많으면 불이 너무 잘 붙고 불타는 시간이 너무 짧아 곤란을 격을 것이다. 용접기의 불꽃이 쇠를 자를 수 있는것은 지속적인 산소의 공급으로 화력이 높아져 가능한 일이다. 따라서 산소가 과다하게 많다 보면 나무에 불을 붙혀도 연소 시간은 짧고 화력은 높아 냄비로 밥을 짖는다면 웬만한 기술이 아니면 항상 삼층밥을 지을 것이며 일상 생활에 있어서도 쉽게 불꽃이 발화하여 어느 공무원들 보다 소방 공무원들이 더 많을 것이다.

산소가 많아서 생기는 또 다른 문제점은 산소원자 3개가 모인 오존이 지나치게 많이 생성 된다는 점이다. 오존을 호흡중에 많이 들이키면 우리 허파에 손상을 주어 위험하며 특히 호흡기 질환이 있는 사람에게는 치명적이다. 이런 이유로 오존 주의보가 발령 되는데 오존이 지나치게 많다면 외출시에 누구나가 다 오존을 정화해주는 마스크를 쓰고 나가야 될지도 모를 불편한 세상이 될 것이다.

가령 우리 지구의 크기는 현재와 같지만 지구에 살고있는 우리 인간의 몸집이 지금보다 적거나 크다면 어떤 일이 벌어질까? 만일 우리 몸이 지금보다 반 정도 적다면 맹수들의 위험에 더 많이 노출될 것이고 하다 못해 집 주위의 강아지들 조차도 경계의 대상이 될 걸이다. 바람이 심하게 부는 날은 외출시 넘어지지 않게 안간힘을 써야 할 것이고 홍수가 날 경우 물살에 휩쓸러 가지 않게 더 조심해야 할 것이다. 몸이 적으면 이와 비례하여 머리의 크기도 적게되어 지금보다도 머리가 발달되지 못하였을 것이며 이렇게 발달된 현대 문명에 도달하는 시간이 더 많이 걸리었거나 아니면 아예 이런 현대 문명을 이루지도 못 하였을 것이다.

반대로 인간의 몸집이 지금보다도 2배정도 컷더라면 어떻게 되었을까? 몸집이 지금보다 2배로 크면 몸의 체중은 8배로 늘어나 먹는 양도 그 만큼 늘어날 것이다. 간단히 생각해 현재 나의 가족이 필요로 하는 식량과 옷가지를 포함한 모든 생필품이 8배나 많이 필요하다면 얼마나 많은 부작용이 따를까? 5명의 가족이 있는 집안이라면 40명의 가족이 함께 살고 있는 효과와 같을 것이며 전 세계적으로 본다면 지구상에 약 480억 (60억x8)명의 인구가 살고 있는것과 같을 것이다. 이렇게 되면 지금쯤 지구상의 많은 자원과 식량이 고갈되었을 뿐만 아니라 대기 오염과 그에 따른 온실효과로 인해 인류는 파국으로 치닫고 있었을지도 모를 일이다.

우리 지구가 너무 적지도 크지도 않는 적당한 크기를 가져 적당한 양의 공기를 가지고 있고 또한 공기 중에 적당량의 산소가 포함되어 있으며 그곳에 살고 있는 인간의 몸도 적당한 크기를 가지고 쾌적한 삶을 유지할수 있다는게 얼마나 다행인가?


그림 1.6 – 태양계내의 행성 크기 비교 자료. 행성이 지구보다 클경우 유독가스를 대기중에 많이 포함한 행성이 되고 그 반대의 경우 중력이 적어 공기를 가지지 못한다.