먼 미래의 태양은 지금보다 훨씬 더 뜨거워지게 됩니다.
이로 인해 지구의 모든 물은 증발되고, 지구는 지금의 금성과 비슷하게 변하게 되죠.
그렇다면 반대로 태양이 지금보다 더 차가웠을 때의 금성은 어떤 모습이었을까요?
그 당시의 금성은 지금의 지구와 비슷했고, 지구는 매우 추운 얼음 행성이었을 지도 모릅니다.
하지만 어쩌면 금성은 처음부터 죽음의 운명을 가지고 태어났을 지도 모릅니다.
금성은 태양계에서 지구와 가장 비슷한 행성입니다.
크기와 질량도 비슷하고, 행성을 구성하고 있는 암석이나 금속의 성분도 거의 비슷하죠.
뿐만 아니라, 금성의 구름을 뚫고 고도 50~60km까지 올라가면 기압과 온도도 매우 비슷해 집니다.
하지만 금성은 지구와는 확연하게 다른 특성들도 많이 가지고 있는데요.
금성의 대기는 두꺼운 황산 구름으로 가득차 있으며, 지표면의 대기압은 지구의 거의 100배에 달합니다.
뿐만 아니라, 지표면의 온도는 약 471도에 달해서 왠만한 탐사선은 순식간에 고장나 버리고 말죠.
이러한 금성의 모습은 불행하게도 지구의 먼 미래의 모습이기도 합니다.
과학자들은 약 수십 억년 후의 태양 광도가 지금보다 약 20~30% 더 높아지 될 것으로 예상하고 있는데요.
이로 인해, 지구의 대기는 금성처럼 구름으로 가득하고 지표면은 매우 뜨거운 행성으로 변하게 됩니다.
그렇다면 반대로 태양이 지금보다 더 차가웠을 때의 금성은 어떤 모습이었을까요?
그 당시의 금성은 액체 형태의 물을 가지고 있었을까요? 그리고 지구의 모습은 어땠을까요?
2016년에 과학자들은, 먼 옛날 금성에도 액체 형태의 물이 존재했었다는 증거를 찾았다고 발표했었습니다.
하지만 이러한 연구 결과는 아직도 해결되지 않고 있는 한가지 중요한 역설에 걸리게 되는데요.
그 당시 금성에 액체 형태의 물이 존재 했었다면, 태양에서 더 멀리 떨어져 있는 지구는 얼어붙어 있어야 한다는 겁니다.
하지만 액체 형태의 물이 지구에서 비교적 일찍 나타났다는 증거가 많기 때문에 뭔가 앞뒤가 맞지 않죠.
이러한 역설을 가리켜 "희미한 어린 태양의 역설(Faint young Sun paradox)" 이라고 합니다.
이 문제를 해결하기 위해 과학자들은, 시뮬레이션을 이용해 약 40억 년 전의 금성으로 돌아가 보기로 했습니다.
과학자들이 살펴본 40억 년 전의 금성은, 지표면이 아직 굳지도 않았을 정도로 매우 뜨거운 상태였습니다.
그래서 액체 형태의 물이 아닌 증기의 형태의 물이 마치 사우나 처럼 금성 전체를 감싸고 있었죠.
그리고 이 증기들은 상대적으로 온도가 더 낮은 금성의 밤쪽에서 서로 응축되어 구름이 만들어지고 있었습니다.
반대로 온도가 더 높은 금성의 낮 쪽에는 구름이 전혀 만들어지지 않고 있었는데요.
이는 금성의 지표면으로 쏟아지는 태양 복사를 막아내지 못했을 뿐만 아니라, 강력한 온실 효과를 일으켜 금성을 더 따뜻하게 만들고 있었습니다.
즉, 금성은 액체 형태의 물을 가질 수 있을 만큼 충분히 냉각된 적이 단 한번도 없었다는 겁니다.
금성은 태어나자마자 강력한 온실 효과가 만들어져 물은 커녕 지옥의 행성으로 변하게 되었던 거죠.
이러한 결과는 2013년에 처음 제안된 "Steam Venus"라는 가설을 다시 한번 검증하는 결과이기도 했습니다.
사실 금성 뿐만 아니라 지구 역시도 자칫하면 금성과 같은 운명에 처했을 수도 있었는데요.
만약 태양의 복사 에너지가 조금 더 강했거나, 지구가 좀 더 태양에 가까웠다면 지구도 금성처럼 되었을 겁니다.
현재 지구에 존재하는 모든 액체 형태의 물은, 순전히 태양이 어렸기 때문에 가능했던 일이었습니다.
즉, 지금보다 약했던 당시의 태양은, 뜨거웠던 젊은 지구에게 불행이 아니라 반대로 기회였다는 겁니다.
그리고 이러한 결과는 "희미한 어린 태양의 역설"을 아주 깔끔하게 해결해 줄 수 있죠.
물론 시뮬레이션의 결과가 모든 진실을 말해주는 것은 아닙니다.
하지만 적어도 금성이라는 오래된 퍼즐 맞추는데 있어서 아주 중요한 하나의 조각은 될 수 있을 겁니다.
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