추석이었던 기념으로 달에 대해서 한 번 이야기해 보겠습니다.
아주 가끔, 간혹 어떤 이야기에서는 달이 파괴되거나 사라지는 경우가 있습니다. 하지만 그런 종류의 이야기에서 달이 사라짐으로써 지구가 겪게 되는 문제를 다룬 경우는 본 적이 없습니다.
달이 사라질 경우 어떤 일이 '정확히' 일어날지는 현대 과학 수준으로는 잘 알지 못합니다. 하지만 '대략' 어떤 일이 일어날지는 예상할 수 있습니다. 오늘은 달이 없어진 지구에 대해서 간단히 이야기해 보겠습니다.
1. 기조력의 급감
달은 지구의 주위를 공전하는 위성이다. 달의 질량은 지구의 1/81 수준이고, 중력은 지구의 1/6 밖에 되지 않는다. 하지만 그럼에도 불구하고 지구에 꾸준히 영향력을 끼치고 있는 거대한 물체이다. 많은 해안 지방은 밀물과 썰물이란 조수간만차(潮水干滿差)를 겪는데, 이 밀물과 썰물은 태양과 달이 지구를 끌어당기는 힘과 지구가 공전함으로써 발생한다.
달이 지구의 바닷물을 끌어당겨서 타원형으로 변화시킨다.
이 힘을 Tidal Force, 즉 기조력(起潮力) 혹은 조석력(潮汐力)이라고 부른다.
달과 지구의 공전 궤도에 따라 바닷물의 모양이 계속 변화한다.
여기서 태양과 달이라고 했지만, 달이 지구에 훨씬 가깝기 때문에 기조력의 대부분은 달에서 나온다. 달이 사라질 경우 지구에 작용하는 기조력은 약 1/3 수준으로 떨어지며, 밀물과 썰물 뿐만 아니라 바다 전체의 파도가 적어지고 해류의 순환도 잘 안 되게 된다. 순환이 안 되니 오염 같은 문제에도 취약해진다.
이것은 큰 규모의 기후변화를 초래한다. 바닷물과 대기의 순환이 잘 되지 않아서 지구 전체의 열 순환 시스템이 바뀐다. 더운 곳은 매우 더워지고 추운 곳은 매우 추워질 수 있고, 태풍이나 허리케인 같은 에너지 순환에서 비롯되는 자연 재해가 매우 활발해질 수 있다. 이는 동물 생태계뿐 아니라 농사와 인간의 생존에도 영향을 끼칠 것이다.
또한 밀물과 썰물이 사라지므로 갯벌이 사라지거나 극단적으로 감소한다. 그에 따라 갯벌과 연안에 사는 해양 생물들도 궤멸적인 타격을 받는다. 예컨대 조개류, 낙지, 게 등의 생물들은 대량 멸종할 수도 있다. 당연히 이건 다른 동물의 생태에도 연쇄적으로 영향을 끼친다.
2. 달빛의 부재
달은 밤 중에 지구를 비추는 중요한 광원이다. 수많은 야행성 동물이 달빛에 의지해서 사냥한다. 달빛을 이용해서 곤충을 유인하는 식물도 있고, 바다거북처럼 달빛으로 위치와 방향을 찾는 동물들도 있다. 달이 사라지면 지구의 밤은 매우 어둡게 변하며, 달빛 아래에서 사냥을 하던 육식동물들은 큰 영향을 받고 대량 감소할 수 있다. 반대로 쥐 같은 생물은 급증할 수도 있다.
달빛과 달의 주기는 수많은 생명체의 라이프 사이클에 영향을 주기도 하다. 조개, 게, 달팽이, 산호, 불가사리, 플랑크톤 등 다양한 해양 생물 들이 달의 주기를 기준으로 생식하고 산란하고 번식한다. 달은 특정 어류의 성장에 영향을 끼치기도 하고, 동식물이 1년 중의 계절을 감지하는 기준이 되기도 한다. 어떤 철새들은 달을 보고서 이동 시기를 감지한다.
최근엔 야행성 곤충이 달빛에 의지해서 비행한다는 연구도 있었다. 빛을 등지고서 하늘의 방향을 구분한다는 것으로, 날벌레가 불빛에 모여들어 빙빙 도는 이유가 인공적인 불빛을 달빛으로 착각하고서 위아래 구분을 못하기 때문이라는 연구다.
달은 이렇듯 동물들이 번식하고 살아남기 위해서 이정표로 삼은 기준점이고, 달이 사라지면 언제 뭘 해야 하는지 알 수 없게 된다.
이런 변화가 정확히 어떤 결과를 낼지 정확히 알 수는 없지만, 많은 생물들이 급감하거나 멸종하게 될 것이고, 이 문제는 바다와 연관된 육상 생물에게, 그리고 다시 그것과 연결된 생물에게 연쇄반응을 일으키면서 생태계의 격변을 가져 올 것이다.
3. 자전축의 변화
지구는 23.5도가 기울어진 축을 가지고서 자전한다. 이 자전축의 기울기와 안정성에 영향을 주고 있는 것이 달이다. 달이 사라지면 자전축이 0~85도 사이로 요동을 치게 되는데, 쓰러지기 전에 휘청거리는 팽이처럼 될 것이라 비유를 많이들 한다.
자전축이 바뀌면 계절과 기후가 변한다. 지구의 사계절은 자전축이 기울어 있기 때문에 만들어진다. 기울어진 부분이 태양에 많이 노출된 공전 구간에서는 여름이 되고, 태양에 적게 노출된 구간에선 겨울이 되는 것이다.
축의 기울기가 바뀌면 이런 계절도 격변하게 된다.
자전축이 곧게 서면 적도 지역은 엄청나게 뜨거워지고, 반대로 극지방은 엄청나게 추워질 수 있다. 이런 극단적인 날씨 차이는 그동안 겪어 보지 못한 엄청난 규모의 태풍을 발생시킬 가능성이 있다. 다른 방식으로 바뀌어도 마찬가지다. 축이 바뀌면서 태양에 노출된 지역은 엄청나게 뜨거워지고, 태양을 받지 못하는 지역은 극단적으로 추워지는데, 지금까지와 완전히 다른 기후를 겪으면서 그야말로 재앙을 겪을 수도 있다. 예컨대 지금의 극지방이 뜨거워지면서 빙하가 전부 녹고, 반대로 지금의 적도 지역 근처는 얼어붙으면서 혹한으로 변할 수도 있다.
뜨거운 맛 차가운 맛 하프앤하프 지구
4. 마치며
그 외에도 달이 소행성 충돌의 방패라거나, 지구의 핵과 자기장에 영향을 준다는 등의 이야기가 있는데, 달이 사라졌을 때 정확히 어느 정도의 변화가 있을지는 알기 어렵다. 현대 과학 수준으론 당장 얼마 후의 기후조차 정확히 예측하지 못하니 당연한 일이다.
하지만 즉각적인 변화들, 기조력의 급감과 야간 광원의 상실만 하더라도 생태계와 기후는 지금과는 전혀 다른 모습이 된다. 인간 역시 적어도 재앙에 가까운 식량 난을 겪으면서 꽤 많은 사람이 죽게 될 지도 모른다. 그 이상일 수도 있고 말이다.
하늘의 달을 박살 내는 설정이나 연출은 잘 하면 재미있고 매력적이긴 하다. 하지만 달이 사라진 결과에 대해서 한 번쯤 생각을 해 보면 좋겠다. 달은 단순한 하늘의 장식이 아니라 모성에 큰 영향을 끼치는 시스템의 일부이다.
달을 함부로 부수지 맙시다.
반대로 달이 여러 개가 있는 다른 행성이나 이세계를 묘사하는 경우는 꽤 많다. 이럴 경우 여러 개의 달에서 비롯되는 조석력 때문에 환경 변화가 굉장히 다이나믹해질 수 있다. 여러 개의 달이 각각의 조석력으로 행성의 바다를 끌어당기는데, 같은 방향에서 조석력이 합산될 경우 대규모 해일이 매일 일상적으로 발생하는 극한 환경이 될 것이다. 운이 좋을 경우 여러 개의 달의 조석력이 서로를 가감하는 과정에서 안정될지도 모르지만...
부록 : 만일 달이 지구에 가까이 다가온다면?
만일 달이 어떤 이유로 지구에 점점 다가온다면 어떻게 될까? 재미있게도(?) 달은 산산조각 나서 지구의 고리로 변하게 된다.
로슈 한계(Roche limit)는 위성이 모행성의 기조력에 부서지지 않고 접근할 수 있는 한계 거리를 말한다. 달과 지구는 현재 약 38만4천 km 떨어져 있다. 지구와 달의 로슈 한계는 대략 9500km 정도인데, 달이 이 거리 안쪽에 도달하면 지구의 중력으로 인해서 산산조각으로 부서진다.
그 후 지구에 일부 파편이 떨어지는 등의 약간의 변화를 겪다가, 최종적으로는 지구 둘레를 달의 파편이 둘러싸면서 고리로 변할 것이라고 한다. 로슈 한계는 토성이 고리를 갖고 있는 이유에 대한 가설 중 하나이기도 하다.
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