과학자 에라토스테네스가 들려주는 지구와 365일 이야기

고대 그리스의 수학자이자 천문학자 에라토스테네스의 지구의 탄생과 1년 365일 대해 알아보겠습니다.

 

 

 

 

우주와 지구는 어떻게 탄생하게 되었을까요?

지금으로부터 150억 년에서 200억 년 사이에 거대한 폭발이 있었습니다. 이 폭발을 가리켜서 '빅뱅'이라고 합니다.

빅뱅은 대폭발이라는 뜻입니다. 대폭발은 우주가 탄생한다는 신호였습니다. 그리고 100억 년쯤 후, 가스와 물질이 뭉치면서 태양계가 만들어지고 그 속에서 지구가 탄생했습니다. 지구 탄생 초창기에는 여러 공기들이 지구 대기를 휘감고 있었습니다. 산소나 질소와 같은 요즘 우리가 흔히 마시는 그런 공기는 아니었지만 수증기, 수소, 이산화탄소, 암모니아, 메탄 같은 기체였습니다. 이러한 공기를 아주 오랜 과거의 공기라는 뜻으로 '원시대기'라고 합니다. 그러니 지구 초창기 시절에는 원시대기가 지구 대기를 가득 채우고 있었습니다.

 

 

지구 생명체 탄생

원시대기는 숨을 쉬기가 어려운 공기입니다. 그래서 그런 환경에선 생명체가 탄생할 수 없었습니다. 시간이 흐르면서 신비한 현상이 일어났습니다. 암모니아, 메탄, 수소로 가득한 지구 대기에 전기 방전이 일어났습니다.

전기 방전은 끝났나 싶으면 또 이어지며 계속해서 이어졌습니다. 이러한 자연현상은 화학반응을 일으키며 원시대기를 새로운 기체로 바꾸어 주었습니다. 산소와 질소가 마침내 등장한 것입니다. 그러면서 번개가 만들어지고, 비가 내렸습니다.

 

산소와 물은 생명체가 탄생하는 데 더없이 중요한 요소입니다. 여기에 에너지만 더해지면 생명체가 탄생합니다. 그 당시의 지구는 화산과 번개와 태양열이 어지럽게 얽혀 있는 곳이었습니다. 에너지는 걱정할 필요가 없었습니다. 물이 풍부한 바다에서 아미노산이 성장했고, 최초의 원시 생명체인 코아세르베이트가 탄생했습니다. 코아세르베이트는 시간이 갈수록 종수가 늘었고 구조도 복잡해졌습니다.

 

그 후 산소의 일부가 오존으로 바뀌면서 오존층이 형성되었습니다. 오존층은 바다 생물이 육지로 올라올 수 있는 기틀을 마련해 주었습니다. 자외선은 생물에게 치명적인 광선입니다. 그것을 막지 못하는 한 산소가 아무리 많아도 지상에서 생명체가 살아갈 수는 없습니다. 그런데 오존층이 생겨서 유해한 자외선이 내려오는 것을 막아 준 것입니다. 생명체가 살 수 있는 환경이 마련된 것입니다. 

 

 

지질시대

지구에 최초의 암석이 생긴 것은 38억 년 전입니다. 그때부터 현재까지를 지질시대라고 부릅니다. 급격한 지각변동이 있거나 기후가 급변하면 생물계에 심각한 변화가 나타납니다. 중생대를 주름잡던 공룡이 갑자기 자취를 감춘 것처럼 말입니다. 그래서 지층과 화석이 갑작스럽게 바뀐 시기를 경계로 지질시대를 나눕니다.

 

지질시대는 생물의 흔적이 화석으로 확실하게 나타나느냐 그렇지 않느냐에 따라 은생이언(또는 은생영년), 현생이언(또는 현생영년)으로 구분합니다. 은생이언은 화석의 발견이 뚜렷하지 않은 시대로 38억 년부터 5억 7천만 년까지의 시대입니다. 은생이언을 통칭해서 선캄브리아대라고 부릅니다. 현생이언은 선캄브리아대 이후부터 현재까지 계속된 시기입니다. 현생이언에는 고생대, 중생대, 신생대가 들어 있습니다. 현생이언은 기간은 짧지만 각 시대를 대표하는 화석이 뚜렷하게 발견됩니다.

 

 

365일, 1년은 어떻게 정해졌을까요?

4천 년에서 5천 년쯤 전, 도시 문명이 큰 강을 따라서 발달하기 시작했습니다. 그중의 하나가 나일 강 유역의 이집트 문명이었습니다.

이집트에선 해마다 겪는 고충이 있었습니다. 매년 똑같은 시기가 되면 나일 강이 범람하는 것이었습니다. 나일 강이 넘치는 것을 막을 수는 없었지만, 예측만 할 수 있다면 피해를 줄일 수 있기에 방법을 찾는 데 몰두했고, 해결책으로 찾아낸 것이 시리우스였습니다.

시리우스는 큰개자리에 속하는 별로서, 지구에서 볼 수 있는 가장 밝은 별 가운데 하나입니다.

 

시리우스는 나일 강이 넘치는 시기가 되면 예외 없이 나타났습니다. 시리우스의 출현과 나일 강의 범람 시기가 얼추 맞았습니다. 

이집트 인은 그 기간을 재었고, 365일이라는 것을 알아냈습니다. 그리고 그 기간을 1년으로 정해서 사용했습니다. 이렇게 '1년은 365일'이 탄생하게 되었습니다.

 

 

율리우스력, 그레고리력

태양력이 만들어진 지 2~3천 년 후, 로마의 황제 율리우스 시저가 이집트를 방문했습니다. 시저는 이집트 인이 태양력을 사용하고 있다는 사실에 충격을 받았습니다. 로마력이 세계 최고의 달력이라고 믿어 의심치 않았는데, 더 우수한 달력을 사용하고 있는 민족이 있었으니 놀랄 뿐이었습니다. 

 

로마력은 1년을 10달로 나눈, 1년이 304일인 달력이었습니다. 시저는 로마로 돌아오자마자 로마력 수정 작업에 들어갔고 기원전 45년에 정교한 달력을 내놓게 되었는데, 이것이 시저의 이름을 딴 '율리우스력'입니다. 율리우스력은 1년을 365일로 나누고, 4년마다 하루를 보충했습니다. 

하지만 율리우스력도 완벽한 것은 아니었습니다. 오랜 세월이 지나자 춘분일이 실제와 어긋나는 것이었습니다. 이건 실로 심각한 문제였습니다. 그리스도교에서 가장 뜻 깊은 날 중의 하나인 부활절은 춘분을 기준으로 정하는데, 춘분이 일정치 못하고 변하니 골칫거리가 아닐 수 없었습니다. 율리우스력보다 더욱 정밀한 달력이 꼭 필요했습니다.

 

시저의 사망 후 1,600여 년이 지난 뒤, 교황 그레고리 13세가 저명한 천문학자들을 불러 만든 달력이 '그레고리력'입니다. 오늘날 쓰고 있는 달력도 그레고리력에 기초하고 있습니다. 그러나 그레고리력도 완벽한 달력은 아닙니다. 수정할 부분이 있지만, 많은 국가가 오랫동안 사용해 온 까닭에 그냥 이용하고 있는 것일 뿐입니다. 몇 년에 한 번, 몇 백 년에 한 번씩 날짜를 약간 수정해 주는 식으로 보완해왔습니다. 이것이 바로 윤년과 윤달이 생겨난 이유입니다.