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살아있는 생명체로서의 지구 | 원제 Gaia: a New Look at Life on Earth (1979년)
가이아 
제임스 러브록 (지은이) | 홍욱희 (옮긴이) | 갈라파고스 | 2004-03-20



생명은 모두가 서로 서로 살린다. 그렇게 생명은 서로 연결되어 있다. 그런 수 많은 생명으로 지구는 뒤덮여 있다. 그래서 지구는 그 자체로 생명이 순환하는 커다란 살아있는 별이다. 이런 이야기를 사람들에게 하면 더러 가이아 이야기 하는거냐고 반문을 한다. 내 생각에는 불교의 윤회를 말하는 것이냐는 이야기를 들을 것 같은데 가이아 이야기냐고 한다. 사람들이 하는 말을 들으며 가이아라는 이론도 있구나 하고 또 하나를 배우게 된다. 

‘가이아Gaia'는 고대 그리스 신화에 나오는 대지의 여신으로 지구의 생물들을 어머니처럼 보살펴 주는 자비로운 신이다. 가이아의 저자 러브룩은 1960년대 중엽 미국항공우주국에서 화성을 비롯한 다른 행성의 생물체의 존재를 연구하였다. 그는 생물들이 서식하면 대기를 포함한 행성 전체의 환경에 영향을 끼치고 이것은 역으로 대기의 성분을 조사하는 것만으로 그 행성에 생명이 존재하는 것을 밝혀 낼 수 있다는 생각을 하였다. 그 생각을 바탕으로 화성의 대기를 조사한 결과 러브룩은 화성에는 생명이 없다는 결론을 내렸다. 하지만 NASA가 화성의 생명체 여부를 파악하기 위한 우주선 계획은 사실 생명체 탐사 자체가 목적이 아니라 다른 의도가 있었기 때문에 계획대로 실행되었고 70년대에 화성에 착륙하여 화성에는 생명체가 없음을 확인하였다. 

러브룩은 이 연구를 시작으로 생명체와 행성간의 관계에 대해서 연구를 계속하였다. 그러한 연구를 진행하면서 지구라는 행성에 생명이 살기 시작하면서 행성 외적인 변화가 있었음에도 불구하고 지구의 환경은 큰 변화가 없다는 것을 밝혀냈다. 그것은 태양광이 세지거나 자외선량이 많아지는 등의 변화가 있더라도 행성과 생명체가 서로 공조하여 일정한 상태를 유지한다는 것이다. 이러한 생각은 기존에는 생명체는 어느 행성이 생명이 생존하기에 적합한 환경이 되었을 때 발생하여 생육하고 생존이 힘든 상황이 되면 사라져 버린다는 환원주의(reductionism)에 반하는 것으로 행성과 생명체가 어떤 상태의 항상성(homeostasis)을 유지하기 위해 협동한다는 것이다. 

그것을 증명하기 위하여 러브룩은 많은 노력을 하였다. 하지만 몇 십억년에 걸쳐서 이루어지는 과정을 어떻게 밝힐 것이며 전 지구적으로 벌어지는 작용을 어떻게 증명하겠는가? 따라서 러브룩의 연구과정은 어려울 수밖에 없었고 논의는 부분적으로 밝혀진 사실로부터 추정하는 형태가 되었다. 

태양은 지구가 형성되고 난 이후 현재까지 3.5에온(1에온=10억년)의 기간 동안 외부로 방출하는 에너지의 양을 약 30%나 증가되었다. 다시 말해 과거 35억 년 전의 태양은 그 빛의 강도가 오늘날보다 약 30%나 약했다. 그런데 태양열의 30% 감소는 곧 지구에서의 기온이 빙점 이하로 떨어짐을 의미한다. 만약 지구의 기후가 오로지 태양열에 의해서만 결정된다면 지구는 생물의 최초 탄생 때부터 약1.5에온의 기간까지 완전히 얼어붙어 있었을 것이다. 하지만 현재까지 생물이 지속적으로 유지되어 왔다는 것은 그처럼 혹심한 기후 조건이 존재하지 않았다는 것이다. 이는 지구의 온도가 단지 외부의 환경에 따라서 변하는 것이 아니라 그 외부 환경에 따라 지구의 적응 반응이 있었다는 것이다. 

현재 지상에 사는 인간을 포함한 모든 동물은 산소로 호흡을 한다. 그러므로 사람들의 산소에 대한 느낌은 매우 친근함을 갖고 있다. 그래서 광고에도 ‘산소 같은 여자’라는 표현까지도 등장하고 있다. 하지만 산소는 안정적인 기체가 아니다. 지구가 형성된 후 원시생물이 생겨났을 때 대기상에 산소는 없었다. 그 이후 태양에너지를 이용해 광합성을 하는 생물이 생기면서 대기 중에 산소가 존재하게 되는데 이렇게 대기 중에 산소가 존재하는 것은 기존 생명에게 치명적인 사건이었다. 그로 인해 많은 생명은 산화되어 죽고 더러는 땅속 깊은 곳으로 들어갔다. 그 후로 산소에 적응하는 생명들이 대지 위에 등장하게 된다. 오랜 세월 동안 대기의 산소 농도는 21%를 유지하고 있다. 만약 산소 농도가 높아져서 26%를 넘어가면 지구는 모든 것이 다 타버릴 때까지 불바다가 된다. 또 18% 이하가 되면 생명들은 질식사를 하게 된다. 그런데 지구의 대기는 25억년 동안 생명이 생존하기에 적정한 일정 농도를 유지하고 있다. 

또 매년 강물을 통하여 육지의 염분을 포함한 황, 요오드, 인 등 많은 성분들이 바다로 흘러 들어간다. 매년 바다로 흘러들어 가는 염분의 양은 5억 4000만 톤 정도다. 바다로 흘러들어간 강물은 태양열에 의해 증발되어 빗물이 되어 순환하지만 염분은 바다에 계속 누적되어진다. 그렇게 누적되어졌다면 지구에 45억년 전에 바다가 생긴 이후 얼마나 많은 염분이 누적되었을까? 바다의 염분이 6%를 넘어가면 생명이 생존할 수 없다. 다행히 바다의 평균 염분 농도는 오랜 동안 3.4%를 유지하고 있다. 또 육지의 동물들에게 반드시 필요한 요오드나 황, 인 등도 강물에 씻겨 바다로 흘러들어간다. 이렇듯 모든 물질들이 45억년의 시간 동안 바다로 흘러들어 가기만 했다면 육지의 생명체는 생존에 위협을 느꼈을 것이다. 하지만 지구 전체적으로 각 성분은 일정 농도를 유지하고 있다. 

어떻게 지구는 여러 가지 측면에서 항상성을 유지하고 있을까? 저자는 이 부분에서 사이버네틱 시스템(cybernetic system)을 이야기 한다. 사이버네틱 시스템은 자기 조절 장치이다. 가령 보일러로 집안 온도를 맞추어 놓으면 센서에 의해 집안 온도가 떨어지면 자동으로 피드백 되어 보일러가 켜지고, 또 집안 온도가 너무 올라가면 보일러가 꺼져서 집안 온도를 유지시킨다. 이렇게 자기 조절이 되는 사이버네틱 시스템은 생명체의 특징이기도 하다. 

요오드는 육지 동물의 성장에 반드시 필요한 성분이다. 그런데 이 요오드가 강물에 떠내려가 모두 바닷물 속에 잠겨버린다면 육지의 동물은 생존을 할 수 없게 된다. 하지만 강물로 떠내려 온 요오드는 다시마 류에 의해서 요오드화메틸이 된다. 바닷물에서 탈출한 요오드화메틸은 태양 아래에서 불과 몇 시간 지나지 않아서 완전히 분해되어 모든 생물체의 필수 원소인 요오드를 방출한다. 요오드는 휘발성이 높아서 공기에 실려 육지로 운반된다. 이와 같이 많은 부분들이 지구와 생물에 의해서 자기 향상성을 유지하고 있다. 그러므로 지구와 지구 상의 생명체는 하나의 거대한 사이버네틱 시스템이라고 러브룩은 주장한다. 

지구는 생명이 나타난 이후 35억년의 오랜 기간 동안 일정한 상태를 유지하고 있다. 이러한 항상성은 지구라는 혹성 자체만의 능력으로 이루어진 것이 아니다. 그 과정에는 연어가 바다의 영양분을 몸에 담고 육지로 올라가 산란을 하고 죽어서 바다의 영양분을 육지로 이동시키거나 새떼들이 계절마다 대륙을 횡단하며 배설물을 통해 미네랄을 이동시키는 것처럼 인간의 눈에 가시적으로 보이는 부분도 있다. 하지만 어떤 방식으로 항상성이 유지되고 있는지 미처 인지조차 하지 못하는 많은 부분들이 있다. 다만 알 수 있는 것은 지구라는 혹성과 수많은 생명은 서로 유기적인 관계를 맺고 환경의 변화에 반응하고 환경을 원상태로 복구시키며, 또 환경을 자신의 생존에 적당하도록 조절한다는 것이다. 그러한 항상성이 유지되어야만 지구 상의 생명체들은 지금과 같은 여건에서 생존이 가능하다. 

이러한 항상성을 유지하는데 매우 중요한 역할을 하는 것이 지구상의 다양한 생명체들이다. 그런데 인간은 당장의 이익을 위하여 수많은 생명들을 남획하고 멸종시키고 있다. 그러면서 지구상의 생명체를 자신의 소모품일 뿐이라고 이야기한다. 이러한 방식으로 수많은 생명들을 멸종시킬 때 지구의 항상성을 유지하던 그물망들은 끊겨나가게 된다. 그 생명의 그물망이 끊겨 지구가 현 상태의 항상성을 유지할 수 없게 될 때 인류는 큰 위기를 맞게 될 것이다. 그러므로 인류는 자신을 위해서라도 다른 생명들의 가치를 존중하고 그 생명들과의 공존의 방법을 모색해야 할 것이다.  
- 해를 그리며 

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