[박종진의 과학 이야기] 지구와 달

박종진

하늘에서 태양만 한 크기로 보이며 태양만큼 중요한 천체가 달이다. 지구에서 보면 달과 태양의 겉보기 크기가 신기하게도 비슷하다. 달은 위성치고는 비교적 큰 편이라 지구와 형제 행성쯤 되는 것 같지만, 지구의 위성이다.  
 
달은 처음에는 지구와 아주 가깝게 있었으나 1년에 약 3.8cm씩 멀어져 언젠가는 지구의 인력권 밖으로 나가게 되어 영원히 우주 공간으로 사라질 운명이다.
 
달은 지구 주위를 한 바퀴 도는 데 약 27일이 걸리며, 29.5일을 주기로 초승달로부터 시작하여 반달을 거쳐 보름달이 되고 다시 반달로 줄어들어 그믐달의 모양으로 변한다. 달의 지름은 지구의 ¼ 정도이며, 부피는 지구의 50분의 1이다. 중력은 지구의 ⅙ 정도밖에 되지 않아서 우주인들이 그 무거운 우주복을 입고도 움직이기에 아주 편했다고 했다.  
 
달에는 소행성 충돌에 의한 분화구가 많은데 화산 폭발로 인한 작은 분화구도 있다. 지구에서처럼 대기나 물에 의한 침식이나 풍화작용이 없어서 달의 분화구는 지구의 그것에 비해 훨씬 험하게 보인다. 달 표면의 온도는 대기가 거의 없어서 햇빛의 유무에 따라 영하 170℃에서 영상 130℃를 오르내린다.
 

태양계가 막 생겼을 때 지금보다 훨씬 많은 행성이 태동했다. 그때 지구 크기의 절반 정도 되는 원시행성 하나가 지구와 충돌한 일이 있었다. 그 충돌로 작은 행성은 산산조각이 나서 우주 공간으로 흩어졌는데 그 중 일부가 지구의 인력에 잡혀서 지구 주위를 돌면서 결착이라는 과정을 통해 달이 생겨났다.  
 
살아남은 지구 역시 큰 변화를 겪었다. 우선 비끼는 충돌로 인해 자전을 시작한 것이다. 지구가 돌자 밤과 낮이 생겼다. 자전하면서 태양 쪽으로 향하면 낮이고 그 반대쪽에 있을 때는 밤이 되었다.  
 
그리고 충돌은 정확히 지구의 적도 쪽이 아니어서 지구의 축이 기울어지게 되고 23.5˚ 기운 지축 때문에 계절이 생겼다. 공전하면서 태양에 가까운 쪽이 여름을 맞게 되고 먼 쪽이 겨울, 그리고 중간에 봄과 가을이 생겼다.  
 
수성은 축이 수직이어서 계절의 변화가 없고, 금성은 지구와 자전 방향이 반대여서 태양은 서쪽에서 떠서 동쪽으로 진다. 달은 자신보다 큰 지구 주위를 공전할 때 생기는 조석 고정현상 때문에 자전 주기와 공전 주기가 똑같이 27일로 같다. 그래서 지구에서는 달의 한쪽 면만 보게 되는 것이다.
 
밤낮과 계절의 변화는 생명이 시작되는데 지대한 공헌을 했다. 옛날에 달이 지구에 아주 가깝게 있을 때는 달의 인력이 훨씬 커서 조수간만의 차이가 엄청났고 따라서 지구의 바다는 크게 요동쳤다. 그 바닷물 소용돌이 속에서 여러 가지 원소가 마구 섞이다가 원시 단백질이 생성되고, 결국에 DNA의 분열과 복제가 생명의 시작되었다. 그때는 지구가 너무 빠르게 자전을 해서 하루가 고작 6시간이었는데 달의 인력으로 지구 회전 속도를 떨어뜨려 지금의 24시간 되었다.  
 
회전 속도가 줄어들면 그만큼 바람도 약해져서 대기는 안정되었으며, 또 팽이가 도는 모습을 보면 어느 순간 위 꼭지가 흔들리는 것이 보인다. 지구도 그런 현상을 겪게 되는데 달의 인력이 작용하여 자전축을 안정시켰다. 그 결과 요동이 줄어들어 지구의 기상이 안정되고 따라서 생명체의 탄생과 진화를 일으켰다.  
 
달이야말로 우리 인간을 포함해서 지구 생명체 출현에 결정적인 역할을 했다.(작가)
 

박종진