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우주에 공기가 없는데 어떻게 지구엔 공기가 있나요?

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다.지구의 대기가 우주 밖으로 날아가지 않는 이유는 어떤 용기에 산소를 담았다고 가정해봅시다. 뚜껑을 열어놓은 채로 둔다면 산소는 어느덧 날아가 버리고, 결국에는 공기와 뒤섞이게 됩니다. 그런데, 지구의 대기에도 뚜껑이 없는데, 어떻게 우주공간 으로 도망가지 않는 걸까요? 이는 인력, 행성의 탈출속도, 그리고 온도 균형 덕분입니다.1) 인력누구나 알고 있듯이 지구상의 모든 물체는 인력으로 인해 지구 방향으로 끌어당겨집니다. 공기 역시 예외가 아닙니다. 따라서 넓게 퍼질 정도로 분자운동이 활발한 기체인 공기를 잡아둘 정도로 인력이 커야만 합니다. 다행히도 지구에는 공기를 가둘 만큼 인력이 크고, 이로 인해 대기가 우주 밖으로 날아가지 않습니다. 하지만 인력의 존재만으로 끄떡없다고 말하기엔 아직 부족합니다. 달과 수성에도 약 하지만 인력이 존재하기 때문입니다. 달과 수성에는 과거에 대기가 존재했지만 먼 옛날에 다 도망가 현재는 거의 없는 상태라고 분석하고 있는데요. 그 이유는 행성의 탈출속도와 관련이 있습니다.2) 행성의 탈출속도행성의 탈출속도란 어떤 물체가 행성의 중력을 이기고, 그 행성을 벗어나기 위해 필요한 최소한의 초기 속도를 뜻합니다. 말 그대로, 행성을 탈출할 때 충분한 속도를 말하는 것입니다. 그렇기 때문에 행성 탈출 속도가 크면 클수록 우주공간으로 도망가기 힘들어집니다.표에서 보면 달과 수성의 탈출속도는 다른 행성들에 비해 매우 작은 편입니다. 안 그래도 인력이 약한데 행성의 탈출속도마저 작으니 공기 분자가 행성을 벗어나 우주로 날아가 버리겠죠?3) 온도 균형마지막으로, 온도 균형입니다. 같은 종류의 기체이더라도 온도가 높을수록 평균속도는 빨라집니다. 태양에 가장 가까운 수성은 온도가 높기 때문에 기체 분자들의 평균속도는 매우 빠르겠죠. 거기에 더해, 앞에서 언급했던 인력도 약하기 때문에 그곳의 공기 분자는 당연히 우주를 향해 빠른 속도로 날아가 버립니다. 수성과 반대로 태양에서 멀리 떨어져있는 목성은 차가운 데다 인력마저 매우 큰, 두꺼운대기를 가지고 있습니다. 이와 달리 온도가 너무 높지도 낮지도 않은 지구에서는 대기의 두께 역시 얇지도 두껍지도 않아 적당한 수준을 유지하고 있죠. 그야말로, 온도 균형을 아주 잘 잡고 있는 행성입니다.출처 : 기상청 블로그 - 지구의 대기는 날라가지 않을까?

학문 / 지구과학·천문우주

23.08.13

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