지구계의 각 권역

우주에서 본 지구

 위 그림에서 보는 것 같은 지구의 모습은 아폴로 8호에 탑승하였던 우주인들뿐 아니라 인류 모두에게 우리 지구를 바라보는 아주 특별한 시각을 제공하였다. 우주에서 바라볼 때 우리 지구는 숨이 막힐 정도의 아름다움과 외로움을 보인다. 이런 지구의 모습은 우리의 집 지구가 결국은 하나의 작은, 자급자족하는 그리고 한편으로는 어떤 면에서 매우 깨지기 쉬운 행성이라는 것을 우리들에게 일깨워 준다. 우리 행성을 우주에서 더욱 세밀히 살펴보면 지구가 암석과 토양 이상의 것임이 더욱 분명해진다. 가장 눈에 띄는 특징은 대륙이 아니라 넓은 대양과 그 위에서 소용돌이치는 구름이다. 이런 특징은 우리 행성에서의 공기와 물의 중요성을 강조하고 있다.

 

 우주에서 더욱 근접된 지구의 모습을 보면 왜 전통적으로 물리적 환경을 우리 행성의 물 부분인 수권, 지구를 덮고 있는 기체 부분인 대기권, 그리고 단단한 지권의 세 개의 주요 부분으로 나누었는지 이해할 수 있다. 그러나 우리 환경은 암석과 물 그리고 공기가 서로 밀접하게 하나로 통합되어 있으며 단지 이들 각각에 의해 지배되는 것이 아니라는 것을 강조할 필요가 있다. 지구환경은 공기가 암석과, 암석이 물과 그리고 물이 공기와 접촉하면서 끊임없이 진행되는 상호작용이 특징적이다. 이에 더하여, 우리 행성에 살고 있는 모든 동물과 식물의 총체인 생물권이 이러한 세 물리적 영역의 각각과 계속 상호작용을 하면서 행성 전체의 한 부분으로 동등한 위치를 차지하고 있다. 따라서 지구는 네 개의 주요 권역, 즉 수권, 대기권, 지권 그리고 생물권으로 이루어져 있다고 생각할 수 있다. 이들 지구의 네 권역 사이의 상호작용은 이루 셀 수 없다. 해안은 암석과 물 그리고 공기가 서로 만나는 너무 분명한 장소이다. 이 장면은 물 위를 움직이는 공기가 끌어당기는 힘으로 만들어진 파도가 연안의 암석에 부딪히면서 깨지는 모습을 보여준다. 이러한 물의 힘은 엄청날 수 있으며, 이에 수반하여 일어나는 침식작용 또한 매우 클 수 있다.

 

[수권]

 지구는 때때로 푸른 행성으로 불린다. 그 어느 것보다 물이 지구를 매우 특별하게 만들어 준다. 수권이란 바다에서 대기 중으로 증발하며, 육상에 비가 내리며, 대양으로 다시 흘러 들어가면서 끊임없이 움직이는 물 전체를 가리킨다. 대양은 분명히 수권의 가장 눈에 띄는 점으로서 지구 표면의 거의 71%를 덮고 있다. 이는 지구가 가지고 있는 물의 약 97%에 해당한다. 그렇지만 수권은 또한 지하나 강, 호수 그리고 빙하에서 발견되는 담수를 포함한다. 더욱이 물은 모든 생명체의 중요한 구성요소이다.

 

[대기권]

 지구는 대기라는 이름의 생명을 제공하는 기체상의 덮개로 둘러싸여 있다. 하늘을 가로질러 날아가는 비행기를 바라보면, 대기는 꽤 높은 고도에까지 확정된 것처럼 여겨진다. 그렇지만 반지름 약 6,400km의 고체 지구에 비교해 볼 때 대기는 매우 얇으며 또한 희박하다. 약 반 정도가 고도 5km 아래에 모여 있으며, 90%가 지표면에서 단지 16km 이내에 존재한다. 이렇게 숫자로 보아 매우 미미함에도 불구하고 이 얇은 대기는 우리 행성의 빼놓을 수 없는 구성요소의 하나이다. 대기는 우리가 숨 쉬는 공기를 제공할 뿐만 아니라 또한 태양으로부터 오는 강력한 열과 위험한 복사로부터 우리를 보호해 준다. 대기와 지표면, 그리고 대기와 우주 사이에서 지속적으로 일어나고 있는 에너지의 교환은 우리가 날씨와 기후라 부르는 효과를 만들어 낸다.

 

[지권]

 대기와 바다의 밑으로 고체 지구인 지권이 자리하고 있다. 지권은 지표면에서 약 6,400km에 있는 행성의 중심까지 펼쳐져 있으면서, 지구에서 가장 큰 권역을 형성하고 있다. 고체 지구에 대한 대부분의 연구는 접근이 용이한 지표면이나 지표면 근처의 지형에 초점이 맞추어져 있지만 이런 지형적 특징의 많은 부분이 지구 내부의 동적인 행동에 연계되어 있다는 것을 주목할 필요가 있다. 지구 내부의 개요도를 보여준다. 여기서 볼 수 있는 대로, 지구 내부는 균일하지 않으며 여러 부분으로 나뉘어 있다. 조성의 차이에 기초하여 세 개의 층이 확인되었다. 핵이라 부르는 구형의 가장 밀도가 높은 층, 이보다는 밀도가 덜한 맨틀, 그리고 가장 가벼우며 지구의 맨 바깥 껍질을 이루고 있는 지각. 지각은 어디서나 균일한 두께를 가지는 층은 아니다. 바다 밑에서는 가장 얇으며, 대륙이 위치하고 있는 곳들은 가장 두껍다. 지각이 비록 고체 지구 전체의 두께와 비교해 볼 때 별로 중요하지 않은 것처럼 보이기는 하지만 이 역시 오늘날의 지구를 만들어낸 바로 동일한 일반적 과정들에 의해서 만들어진 것이다. 따라서 지각은 우리 행성의 역사와 성격을 이해하는 데 있어서 매우 중요하다.

 

[생물권]

 네 번째의 권역인 생물권은 지구상의 모든 생물을 포함한다. 해양의 생명 활동은 햇빛이 비치는 표층에 밀집되어 있다. 육상의 대부분의 생명 역시 지표면 가까이에 밀집하여 있으며, 나무의 뿌리들이나 굴을 파는 동물들이 수 미터 정도에까지 이르며 날아다니는 곤충이나 새들이 지표면에서 약 1km 정도까지의 상공에 도달한다. 식물과 동물은 생명 활동의 기본을 물리적 환경에 의존하고 있다. 놀라울 정도로 다양한 생명체들이 또한 극한 환경에서 적응하여 살고 있다. 예를 들어 압력이 매우 높으며 빛이 없는 깊은 심해저에는 뜨겁고 광물질을 많이 함유하고 있는 온천수를 뿜어내면서 색다른 생물체들이 살 수 있도록 지원을 해주는 지역들이 있다. 지상의 경우 어떤 박테리아들은 4km보다 더 깊은 암석 속이나 끓는 온천수 속에서 잘 살고 있다. 이에 더하여 공기 중에서는 바람이 미생물들을 수 킬로미터 이상 이동시킬 수 있다. 이런 극단적인 경우를 고려해 본다고 하더라도 대부분의 생명 활동은 지구 표면의 아주 좁은 영역 내에 제한된 것으로 생각할 수 밖에 없다.