[전문가 기고]별을 보며 살자-대기권이란?

유원준/한국천문학회 전 이사
　
일상생활에서 자주 쓰는 천문용어라든가, 우주에 대한 용어들이 나오면 어느 정도만 알고 있을 뿐 자녀들이 질문해 온다면 자세히 설명하는 이가 별로 없는 듯해 보다 쉽게 풀이해 설명하고자 한다.

중학생 아들이 “아빠! 대기권이 뭐야?” 하고 묻는다면 아마 지구를 둘러싸고 있는 기층이라는 말 이외는 별다른 말을 할 수가 없는 부모들이 많을 것 같다.

대기권이 무엇이냐는 아들에게 보다 자세한 부연 설명을 해준다면 아들은 아빠에 놀라 자랑스러워하게 될 것이다.

대기권이란 우리가 숨을 쉬고 살 수 있는 지구를 둘러싸고 있는 기층을 말한다.
그 높이는 지상으로부터 1천100km정도다.

그러나 대기권 안에서도 5개의 기층으로 분리돼 그 기층마다 온도의 변화들이 매우 심하다.
대기권 안에는 대류권ㆍ성층권ㆍ중간권ㆍ열권ㆍ외기권으로 분류된다.

대류권이란 지상에서 10km까지를 말하는데 불안전한 기상현상으로 기온이 매우 차갑다.
성층권은 지상 10km에서 50km까지로 이 사이에 오존층이 있으며 불규칙적인 기상으로 비행기 항로로서 이용된다.

비행기 여행시 비행기에 큰 충격으로 우리가 놀랄 때는 성층권에서 대류권으로 비행기가 하강할 때 아주 차가운 기류에 부딪치는 현상이다.

다음은 중간권으로 지상 50km에서 90km까지다.
이곳에서는 기온이 섭씨 영하 60도까지 내려가고 기상현상은 전혀 없으며 수증기 또한 전혀 없는 곳이다.

열권은 지상 90km에서 500km까지를 말한다.
이곳서부터는 기온이 급상승해 섭씨 1000도 까지 상승, 오로라 현상만 보인다.

끝으로 외기권은 지상 50km에서 1100km까지로 공기는 전혀 없고 순식간에 쇠도 녹아 버리는 고온에 오로라 현상만 나타나게 된다.

이러한 5개 기층이 지구를 둘러싸고 있는 것이다.
즉 이러한 현상을 우리는 대기권이라고 말한다.

우리의 머리 위에는 현재 3천여 개의 인공위성과 그 잔해들이 매초 빠른 속도로 쉬지 않고 돌고 있다.
이러한 인공위성이나 행성을 향해 지상에서 쏘아 올릴 때는 열권과 외기권의 어마어마한 온도를 견뎌낼 수 있는 장치와 아주 빠른 속력(마하3)으로 쏘아 대기권을 뚫고 올라가야만 지구궤도에 도달하게 되는 것이다.
처음 우주 왕복선 콜롬비아호 역시 열권에서 생기는 온도에 적응치 못해 몇 번 실패를 거듭하게 된 것이었다.

우리는 밤 하늘에 별똥(유성)이 떨어지는 광경을 자주 목격하게 된다.
그러나 그 별똥들이 모두 다 지구로 떨어진다면 아마 지구는 순식간에 산산조각이 나서 없어져 버렸을 것이다.
그 많은 유성들은 대기권에 들어오자 마자 섭씨 1000도 이상 되는 열권에서 녹아버리기 때문에 우리는 안전하게 살아갈 수가 있다.

또한 대류권과 성층권 사이에는 오존층이 존재하고 열권은 전리층으로 불리며 외기권을 벗어난 고도 1100km 위로는 팽창되는 우주공간으로 생각하면 되는 것이다.
현재 우주의 고아로 떠돌고 있는 135톤짜리 ‘미르호’는 대기권으로 유도해 지상으로 안착시키려는 계획으로 추진되고 있지만 기름탱크와 태양열판을 폭발하면서 발생되는 낙진 때문에 과학자들은 현재 큰 걱정을 하고 있다.

지구와 비슷한 대기권을 가지고 있는 행성은 현재 발견된 토성의 제 1위성인 ‘타이탄’이다.
유럽의 항공우주국에서는 ‘호이겐스’ 탐사건이 7년간 비행 끝에 타이탄의 대기권에 성공적으로 진입했다고 발표했다.

호이겐스 탐사건은 타이탄 대기권의 구성을 연구하고 있는데 자료들을 모선인 ‘캇시니호’를 통해 지구로 전성되고 있다.
타이탄은 우리 태양계에서 지구 다음으로 대기권을 가진 유일한 위성이므로 생명체의 진화조건이 지구와 비슷하다고 판단된다.
창조주이신 신은 우리에게 정말 아름다운 지구를 주신 것이다.

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