지구 표면을 감싸고 있는 물질

지구 표면을 감싸고 있는 물질

지구 표면에서 대기는 78%의 질소(N2), 21%의 산소(O2), 1%의 아르곤(Ar)으로 구성되어 있으며 수증기(H2O), 이산화탄소(CO2) 등의 기체가 미량이다. 공기 중에 다양한 양의 먼지 입자와 물방울이 떠 있는 것도 발견됩니다. 그러나 지구의 휘발성 물질에 대한 완전한 인구 조사는 현재 존재하는 가스보다 더 많은 것을 조사할 것이다. 휘발성 물질은 비교적 낮은 온도에서 증발하는 물질입니다. 만약 지구가 조금만 더 따뜻했다면, 현재 액체나 고체로 되어 있는 몇몇 물질들은 대기의 일부가 되었을지도 모른다.

 

예를 들어, 우리 행성이 물의 끓는점(100°C 또는 373K) 이상으로 가열되었다고 가정해 보자. 이것은 인간에게 큰 변화이지만 우주의 가능한 온도 범위와 비교하면 작은 변화이다. 100 °C에서, 바다는 끓어오르고 그 결과 발생하는 수증기는 대기의 일부가 될 것이다. 얼마나 많은 수증기가 방출될지 추정하기 위해, 지구 전체를 약 300미터 깊이로 덮을 만큼 충분한 물이 있다는 것을 주목하라. 10미터의 물이 가하는 압력은 약 1바에 해당하기 때문에 해저의 평균 압력은 약 300바입니다. 물은 액체든 증기든 무게가 같기 때문에 바다가 끓어 없어져도 물의 대기압은 300bar가 될 것이다.

 

그러므로 물은 지구의 대기를 크게 지배할 것이고, 질소와 산소는 미량 성분으로 감소될 것이다. 지구에서는 지각의 퇴적 탄산염 바위에서 또 다른 대기의 원천이 발견될 것이다. 이 광물들은 풍부한 이산화탄소를 함유하고 있다. 만약 이 모든 암석들이 가열된다면, 그들은 약 70바의 CO2를 방출하게 되는데, 이것은 단지 0.0005bar의 현재의 CO2 압력보다 훨씬 더 높은 수치이다.

 

따라서 따뜻한 지구의 대기는 수증기와 이산화탄소에 의해 지배되며 표면 압력은 400바에 이를 것이다. 증거들은 지구 대기의 구성이 우리 행성의 역사를 통해 변화해왔다는 것을 보여준다. 과학자들은 예를 들어 다양한 시기에 형성된 미네랄의 화학을 연구함으로써 대기 중 산소의 양을 추론할 수 있다.

 

이 문제에 대해서는 이 장의 뒷부분에서 자세히 설명합니다. 오늘날 우리는 CO2, H2O, 이산화황(SO2) 및 다른 가스가 화산의 작용을 통해 지구 더 깊은 곳에서 방출되는 것을 볼 수 있다. (오늘날 CO2의 주요 공급원은 화석 연료의 연소이며, 이는 화산 폭발보다 훨씬 더 많은 CO2를 배출한다.) 그러나 이 새로운 가스 중 상당수는 판구조론을 통해 침전된 재활용 물질이다.

 

하지만 우리 행성의 원래 대기는 어디에서 왔을까? 지구의 대기와 해양의 원래 원천에는 세 가지 가능성이 존재한다. (1) 대기는 태양의 형성에 의해 남겨진 잔해로부터 축적되면서 지구의 나머지와 함께 형성될 수 있다. (2) 대기는 지구의 형성에 이어 화산 활동을 통해 내부로부터 방출될 수 있다.a는 태양계 바깥쪽에서 혜성과 소행성의 충돌로부터 파생되었다. 현재의 증거는 내부와 충격원의 조합에 유리하다.

 

지구