(Soil)



  • 캐나다 한국일보 (public@koreatimes.net) --
  • 15 Apr 2019

풍화작용과 지구중력으로 바위가 깨지고 부서져 생성 공기와 수분 가져 생명체 진화에 촉매작용 수많은 원소의 결합을 촉진 1그램당 1억개의 미생물 살아


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흙이 없다면 육지에서 동식물들이 살아가기는 커녕 태어나지도 못했을 것이다.  4억5천만 년 전 바다 식물이 육지에 올라올 수 있었던 것도 흙이 있었기에 가능했고 초기 육지 동물이었던 지렁이도 역시 흙이 있었기 때문에 생존했다.  
고마운 흙은 어떻게 생겨났는가. 

 42억년 전 불덩어리였던 지구가 식기 시작하여 지표면이 형성되었을 때는 흙은 없었다. 모든 육지와 바다 바닥은 단단한 암석이었다. 암석으로 오래 지나다가 변화가 생겼다. 변화가 없었다면 지구는 지금도 달표면 같이 죽은 행성에 지나지 않았을 것이다. 그러나 신비스럽게도 43억 년 전 엄청난 얼음 혜성들이 날아들어 지금의 바다를 이루었다. 그러나 지구는 태양과 거리가 가까워 태양 열기에 바닷물이 증발하여 차차 소실될 수 있었으나 다행히 지구중력은 증발된 바닷물을 다시 끌어 들였다.

즉 증발되고 끌어드리는 순환작용이 지난 43억년간 계속되다 보니 단단한 암석으로 이루워진 지표면이 퇴화되기 시작하여 흙이 생긴 것이다. 또한 이같은 풍화작용 외에 중력에 의하여 높이 솟은 바위들을 끌어내려 부수었다. 예를 들면 설악산에 있는 울산바위는 몇 억 년 동안 중력에 의해 갈라지고 떨어져서 깨진 바위들이 주변 4킬로평방미터에 퍼졌다. 이들이 풍화작용으로 흙이 된 것이다. 이렇게 생성된 흙은 생명체의 요람이 됐다. 왜 요람인가? 

 

흙은 스폰지 같아서 그 속에는 생명체가 생존하는데 필요한 물과 공기를 항상 가졌기 때문이다. 사막이라도 밤과 낮의 기온차로 수분이 생겨 모래속에서도 미생물이 살며 곤충, 전갈 등 먹이사슬의 생존경쟁이 진행된다. 근래에 정말 우리를 놀라게한 사건은 나노(Nano=1미리미터를 백만분의 1로 나눈 것)시대를 맞아 흙을 현미경으로 10억 배로 확대해보니 지금까지 모르던 미생물(원핵세포)들이 1그램당 1억개나 있었다. 흙 80그램이면 그 속에는 현재 세계인구와 맞먹는 생명체가 살고 있다는 뜻이다. 어떤 종류의 미생물인지 파악하려면 오랜 세월이 걸릴 것이다. 

한편 바다속에는 흙이 있기 38억년 전부터 미생물이 살았으나 진화는 무척 느렸다. 왜냐하면 바다 바닥은 퇴화작용이 진행되지 않아 흙이 없었으며 원소의 다양성이 부족해 연체동물( 오징어, 해파리, 문어처럼 뼈가 없이 몸이 연한 동물) 만 주를 이루었기 때문이다. 바다 생명체가 발전한 것은 육지 흙이 바다로 흘러 들어가면서부터 였다. 연체동물은 바다속으로 흘러 들어온 흙속에서 철, 칼슘, 납을 섭취하여 뼈와 이빨을 갖게 되었고 훗날 육지로 상륙했다.  

지표면이 부서져 흙이 만들어졌다면 흙은 어떻게 생명체가 번성할 수 있는 원소들을 지니고 있을까? 지표면은 지구의 껍질이다. 두께(깊이)는 육지가 평균 45km이고 바다는 약 7km이다. 이를 지구의 직경 12,756km에 비교한다면 무척 얄팍하다. 이는 마치 지구가  사과라면 지표면은 사과 껍질정도다. 

이렇게 얄팍한 지표면이 인간이 먹고사는 음식물은 물론 문화생활에 필요한 모든 물질을 어떻게 제공할 수 있을까? 이는 지표면이 보유한 다양한 원소들 때문이다. 현존하는 118개의 원소들은 서로 다르게 결합하여 여러가지 물질을 만들어냈고 이를 위해서 흙이 수행한 역할은 컸다. 왜냐하면 원자가 암석에 갇혀 있기만 했다면 서로 결합할 수 없어 다양한 물질이 태어나지 않았을 것이다

예를 들면 금속 나토리움(NA)이 비금속인 염소(CI)와 결합하여 소금이 됐는데 이 결합작업은 빗물이 해주었다. 육지의 모든 소금은 빗물에 쓸려나가 짠 바닷물을 만들었다. 감자, 쌀, 밀 등 식탁에 올라오는 탄수화물은 녹색 식물들이 흙 속의 영양분을 빨아올려 만든 식품이다. 이같이 원자가 결합하여 광물도 만들고 식량을 만들 수 있어 생명이 살 수 있었던 것도 바로 흙 덕분이었다. 

지표면 밑에는 맨틀(Mantle)층이 있다. 맨틀층이란 흙을 말한다. 맨틀층은 다양한 원자들을 어떻게 갖게 됐을까? 이론상으로 우주가 태어날 때 원자가 같이 태어났지만 그때는 수소 밖에 없었다. 그후 수많은 열작용에 의해 수소와 수소의 융합으로 헬륨이되고 헬륨은 리듐을 만들었다. 자연이 만든 원소는 118개이며 이들은 모두 지난 138억 년 동안 우주 진화가 진행되는 과정에서 탄생했다. 이 의미는 우주 진화과정에서 생긴 거의 모든 원자들을 지구는 운 좋게 보유했고 흙은 원자가 뭉쳐 물질이 되게 촉매작용을 했다는 것이다. 

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