지구 대기와 바다 형성 과정

45억 년 전 태양계에서 탄생한 지구에는 수억 년 동안 대 충돌기로 미 행성,혜성 그리고 운석들이 충돌했고 지구는 점점 더 커졌습니다.충돌로 지구는 2천도 가까이 올라 암석 마그마가 지구를 덮었습니다.방사능 물질이 붕괴되면서 온도는 더욱 치솟아 올랐습니다.지구가 만들어지고 1억년 쯤 지나면서 안정된 모습을 형성하면서 5억년 이상이 흘렀습니다.그 당시의 지구는 자전속도는 지금보다 훨씬 빨랐고,1년도 훨씬 길었습니다.대기는  산소는 없고 수소와 헬륨 등이 있었으나 강력한 태양풍으로 인하여 날아가 버렸습니다.지구와 충돌한 미 행성돠 혜성 들이 가져온 얼음,유기물질 등이 초기 지구의 마그마 바다에서 생성된 화산기체와 함께 2차 대기를  이루었습니다.태양에 가까이 있는 미행성은 태양의 열로 수분이 증발하지만 일정한 거리인 설선 밖의 미행성에 포함된 얼음은 행성에 포함돼 물이 되었습니다.지구의 물은 대부분 이렇게 만들어 졌습니다.또한 초기 태양이 형성된 뒤 초신성이폭발하면서 알루미늄을 포함란 방사성 원소가 별에서 융합된 뒤 항성풍이나 초신성 산란물질에 섞여 태양계로 흘러들고 방사성 발열로 미행성의 물을 증발시켰습니다.반면 행성 형성 때 알루미늄이 존재하지 않았던 행성은 미행성의 얼음이 그대로 물로 전환됨으로써 물로 가득 찬 행성을 형성 하였습니다.

지구 대기는 지표면으로부터 스십km의 높이에까지 이르는데 대기의 50% 이상이 지표면으로부터 약 5.6km 아래에 존재하고 99%는 약 30km 아래에 존재합니다.즉 대부분의 공기 분자는 지구의 중력에 의해 지표면 근처에 모여 있고 고도가 높아질수록 지구의 중력이 약해져서 공기의 밀도는 희박해진다는 뜻입니다.이러한 대기층은 적절한 지구의 중력과 태양에너지에 의한 형성된 것입니다.태양 에너지에 의해 공기 분자들은 계속 움직이고 있는데 만일 지구의 중력이 없다면 분자들은 모두 외계로 날아가 버릴 것이고 만일 태양 에너지가 없다면 분자들은 아래로 떨어져 지표면에서 물질을 이루게 되고 말 것입니다.지구에서 가장 가까운 천체인 달의 경우에는  중력이 너무 작아 기체를 붙들어 둘 수 없습니다.태양에서 가장 가까운 행성인 수성에도 공기가 없습니다. 수성도 너무 가벼워 표면의 중력이 약하기 때문입니다.또한 수성은 태양에 너무 가까이 있어 표면이 뜨겁습니다. 기체는 뜨거워지면 더욱 빨리 움직이므로 우주 공간으로 잘 흩어집니다.우주에서 기체를 한 군데에 모여 있게 하는 것은 오직 만유인력 밖에 없습니다.지구 표면을 둘러싸고 있는 공기도 지구의 중력에 의해 묶여 있는 것입니다.목성은 중력이 너무 강하기 때문에 가장 가벼운 수소도 위로 날아가지 못하고 대기를 형성하고 있습니다.

지구의 활발한 지질 활동으로 지구 형성 당시의 흔적이 거의 남아있지 않아 물의 기원을 연구하는데 한계가 많습니다.지구 형성 단계일 때부터 이미 지구에는 물이 있었다는 연구 결과가 나왔습니다.금성은 지구 바로 안쪽에서 태양 궤도를 돌며 지구와 크기,질량 평균 밀도,중력 등이 비슷합니다.금성은 온실효과로 표면 기온이 300도가 넘습니다.기압은 지구의 90배가 넘는 환경을 가지고 있지만 화산 활동과 가스 분출이 상대적으로 적어 대기의 진화 과정을 이해하고 모델화하기에 용이합니다.또한 거리도 가까워 소행성으로부터 같은 종료의 물질을 받았을 것으로 추정되는 등 지구의 초기 진화 과정을 간접적으로 연구하는데 좋습니다.그래서 금성으로 컴퓨터 시뮬레이션을 하여 연구가 많이 이루어집니다.수치 시뮬레이션 모델을 이용해 다양한 양의 물을 가진 소행성을 금성에 충돌한 결과 물이 많이 가진 소행성은 현재 금성에서 측정되고 있는대기와는 맞이 않는 것으로 나타났습니다. 이는 대충돌 때 소행성이 금성,더 나아가 지구에 물 공급을 하지 못했다는 의미로 분석이 됩니다.초기 주구는 행성과 충돌하며 달을 만들엇다고 알려져 있습니다.이러한 대충돌로 이미 갖고 있던 물이 증발 했지만 지구가 여전히 물로 덮여 있다는 것은 대충돌 이후 소행성이 물을 가져왔더나 아니면 대충돌이 물을 모두 없앨 만큼 강력하지 못했다는것을 뜻합니다.이번 연구를 통해 전자일 가능성도 배제되고,물이 지구 형성 당시부터 갖고 있던 것으로 대충돌때도 증발하지 않을 정도로 깊이 뭍혀 있었을 가능성이 있는 것으로도 분석했습니다.지구는 물론 금성과 하성도 처음부터 물이 잇었지만 시간이 흐르면서 점차 없어졋을 가능성이 있습니다.이는 고대 태양계 암석 형의 행성에서 생명체 서식 가능성과 관련해 매우 중요한 의미를 갖습니다.