바다 행성
1. 개요
Ocean Planet / 海洋惑星[1] / 海洋行星[2]
'''바다 행성'''은 2004년, 천문학자 마크 쿠치너가 주장한 행성 모델로, 슈퍼지구급 행성 중에서 물과 암석이 적절한 비율로 섞여 있고, 이 행성이 항성과 적절한 거리를 유지하며 공전할 경우 생겨나는 행성이다. 행성의 암석 지각 위에 모든 표면이 액체로 뒤덮여 바다를 형성하는 경우이다.
2. 구조
원래 바다 행성은 해왕성이나 천왕성과 같은 거대 얼음 행성으로, 이들이 어떠한 이유에서 모항성에 가까워지게 되면 행성의 대기를 차지하던 수소와 헬륨은 날아가고 얼음층이 녹아 바다를 이루게 된다. 따라서 이러한 바다 행성의 가장 큰 특징은 일반적인 지구형 행성에 비해 크기가 크다는 것이다. 물은 평균적인 규산암질/철질 암석보다 밀도가 훨씬 낮기 때문에, 지구와 같은 질량을 가진 행성이라도 밀도가 낮아 부피가 클 수밖에 없다.
행성의 질량이 클수록 적은 비율의 물로도 행성 전역이 뒤덮이기 쉬워진다. 행성의 질량이 크면 중력도 커지므로, 지형이 쉽게 평탄해져 고도 차이가 작아지기 때문이다. 지형의 기복이 비교적 큰 지구의 경우 고도가 낮은 부분에 바다가 있고, 고도가 높은 부분에는 육지가 있지만, 지형의 기복이 적은 거대 행성의 경우 전체를 바다가 덮는다. 또한 바다의 무게로 인한 초고압 때문에 거대한 얼음 지각층이 존재하는데, 이 얼음층은 지구에서 일상적으로 볼 수 있는 얼음 동소체인 얼음 Ih[3]이 아닌 또 다른 동소체 얼음이며, 차갑지 않을 것이다.[4] 행성의 대기는 당연히 많은 수증기를 포함할 것이고, 수증기로 인한 온실 효과도 매우 클 것이다.[5]
바다 행성의 중력이 크다면 행성계의 바다는 태평양처럼 잔잔하겠지만, 중력이 상대적으로 낮으면 쓰나미가 빈번하게 일어날 가능성이 높다고 한다.[6]
3. 생명체 존재의 가능성
지구의 생명체도 바다에서 시작되었듯이, 만일 바다 행성이 적당한 거리에서 공전하고 있고 대기 등 환경이 지구와 비슷하다면 생명체가 존재할 가능성은 충분히 높다. 하지만 육지가 전혀 존재하지 않기 때문에 당연히 육상 생물체는 존재하지 않는다.
지구에도 상어[7]나 문어, 돌고래[8]처럼 영리한 수중생물들이 존재하는 것을 보면 바다 행성에서도 지적 생물이 탄생하는 것이 가능하리라 생각된다.
그러나 지적인 수중생물이 과연 인류와 같은 기술 문명을 만들 수 있을지에 대해서는 회의적인 학자들이 많다. 돌조각을 이용해서 도구를 만들 수는 있다고 쳐도, 불을 발견할 수 없으니 금속을 제련하지 못하고 복잡한 기계 장치를 만들 수 없다. 이에 대해서는 해저 화산 근처의 고온을 이용할 수 있다거나 에어 포켓 또는 선박과 같은 수상 시설을 만들어 불을 피울 수 있다고 주장하기도 하지만, 육상 생물에 비해 어려워보이는 것은 사실이다. 또한 이러한 난관을 극복하고 산업혁명까지 가더라도 물이 전기 전도체이기 때문에 전기를 사용하는 것이 매우 어려우므로, 현대 인류와 같은 정보화 시대에 도달하는 것은 산업혁명보다 더 큰 난제일 것으로 예상된다. 물론 이 점은 지구의 기준에서 보는 것이므로, 지구와 성분이 다를 수 있는 외계 행성이라면, 지구의 상식을 벗어나 있는 기술 발전이 이루어 질 수는 있다.
소설 All Tomorrows에서는 수중 생활에 적합하게 진화된 인류가 금속 제련이 아닌 생물의 선택교배 를 통하여 문명을 발전시킨 대목이 있기는 하나, 동물이 기계의 정확성을 재현하리라고 기대하기는 어렵다.
4. 후보
현재 유력한 바다 행성 후보로는 GJ1214b와 kepler-22b가 있고[9], 나무위키에 실린 바다 행성으로는 글리제 581d가 있다.
5. 가상의 바다 행성
- 작중에서 바다 행성이라고 불리지만 엄밀히 말하면 바다 행성이 아닌 곳
- 서브노티카 - 4546B : 거의 대부분 바다로 이루어져 있으며, 육지는 극소수에 불과하다. 그나마 존재하는 섬인 부유섬은 고대부유충이 받치고 있어 떠 있는 것이기 때문에 육지는 없는 거나 마찬가지였는데, 땅에서 솟아오른 형태의 마운틴 섬이 추가되면서 완전한 바다 행성은 아니게 되었다. 그리고 새 같은 육상 생물도 있다.
- 파운데이션 시리즈 - 알파 : 알파 센타우리에 위치한 육지가 없는 바다 행성이었지만, 은하제국에서 인공섬 '새로운 지구'를 만들어서 지구인들의 거주지를 확보한 것으로 나온다.
- ARIA - 아쿠아 : 화성을 테라포밍한 뒤 화성 표면의 대부분이 바다가 되어서 이름을 아쿠아라고 개명했다. 작중 내내 "물의 행성"이라고 불리지만 육지가 차지하는 부분도 많다. 환경오염과 지구온난화로 지구에서 사라진 전통 문화들이 화성으로 옮겨져 계승되는 관광지 행성.
- 스포어 : 우주 단계에서 가끔 거의 대부분 바다로 이루어지고 육지는 극소수에 불과한 행성을 발견할 수 있다.
6. 관련 링크
[1] 일본어.[2] 중국어.[3] 온도 약 -100 ~ 0ºC, 약 2100기압 이하에서 만들어지는 H2O 동소체. 우리가 아는 바로 그 얼음이다.[4] 얼음 VI은 0 ~ 100ºC에서 존재한다. 가니메데 상부 맨틀의 얼음층이 이와 같을 것이라고 추측된다. 또 얼음 VII, 얼음 X, 얼음 XI 등 2만 기압 이상의 고압에서 존재하는 동소체들은 100ºC보다 높은 온도에서도 존재할 수 있다.[5] 글리제 581d의 경우, 모항성으로부터 받는 에너지의 양은 지구의 4분의 1 정도이지만 온실 효과가 강하여 온도가 지구와 비슷하다고 한다.[6] 앞서 말한, 중력이 커질수록 지형이 평탄해지는 것과 같은 원리이다.[7] 일반적인 인식과 달리 상어는 매우 똑똑한 동물이다.[8] 다만 고래류는 육상생물이었던 포유류가 다시 수중생물이 된 것이므로, 순전히 바다에서만 진화해온 생물은 아니다.[9] kepler-22b의 질량은 아직 측정되지 못했지만 만약에 질량이 매우 무겁게 나올 경우 바다 행성 후보에서 배제된다. kepler-22b의 경우 최대 질량 상한선은 지구 질량의 52.8배