오랜 시간에 걸쳐 점점 성장하고 있다. 따라서 지구 대기도 이것과 비슷한 정도로 오랜 시간에 걸쳐 성장한 것으로 된다. 이것은 지구의 저온 기원설의 입장에서는 대단히 이해하기 쉬운 것이다.
(4-V) 원시 대기
지구가 만들어질 무렵 대기는 없었다. 이윽고 지구 내부에서 스며나온 가스에 의해 지구의 원시 대기라 할 만한 것이 만들어 졌다. 원시 대기의 조성은 화산가스, 온천수, 또는 화강암질 암석 중에 함유된 기체의 조성과 유사하다.
지구의 원시 대기에 대한 생각은 일반적으로 널리 믿고 있는 생각과는 좀 차이가 있다. 일반적으로 원시대기는 메탄과 암모니아가 풍부하다고 생각하고 있다. 이러한 생각이 생긴 것은 여러가지 원인이 있다. 오파린의 가설이나 밀러의 실험의 영향이 클 것이다.
그러나 이러한 원인에 의해 생긴 차이에 대해 좀 주의해야 할 것이 있다. 확실히 우주 전체의 평균으로는 수소가 압도적으로 많다. 다음이 헬륨, 산소, 네온, 탄소 순이다. 이러한 우주 평균 물질을 모아서 별의 대기를 만들면 수소와 산소가 화합해서 물이 만들어진후 다량의 수소가 남는다. 따라서 그 대기는 메탄, 암모니아를 함유하는 것으로 된다.
그러나 금성, 화성과 같이 자구보다 작은 행성의 대기는 메탄, 암모니아를 거의 함유하고 있지 않다. 기들 행성의 대기는 주로 이산화탄소와 질소로 되어 있다. 또 운석 중에도 메탄과암모니아는 그리 함유되어 있지 않다.
(4-VI) 생명의 발생과 진화
지구 상에서 생명이 발생하기 위해서는 간단한 유기 화합물에서 아미노산, 단백질, 핵산과 같은 복잡한 유기물이 만들어져야 한다. 그 경우 중요한 역할을 하는 것은 자외선일 것이라고 일컬어 진다. 자외선은 파장이 짧아 높은 에너지를 갖는 전자기파이다. 이러한 높은 에너지를 갖는 전자기파에 의해서 현재 녹색식물에서 일어나고 있는 광합성과 같은 일이 지구상에서 일어났다.
소위 무생물적 광합성이 이루어져서 간단한 유기 화합물에서 복잡한 우기 화합물이 만들어진 것이다. 어떤 사람들은 이러한 에너지가 높은 전자기파만 있으면 이산화탄소에소도 유기화합물이 만들어진다고 주장하고 있다.
현재는 이러한 에너지가 높은 전자기파는 직접 지구 표면에 도달되지 않고 있다. 그것은 지상 10-15Km 높이에 있는 오존층 때문이다. 이 오존층은 태양으로부터 오는 자외선의 대부분을 흡수한다. 이러한 흡수가 없으면 지구 상의 생물은 치명적인 타격을 입을 것이다.
그런데 오존층은 지구 대기 중에 있는 유리 산소에 의해 만들어진 것이다. 그리고 그 유리 산소는 녹색 식물에 의해 만들어졌다. 따라서 생명이 발생함으로써 생명을 보호하는 오존층이 생긴 것으로 된다.
이렇게 만들어진 복잡한 유기화합물에서 간단한 생명이 만들어지는 과정은 잘 모르고 있다. 오파린은 코아세르베이트가 중요한 역할을 한다고 생각하였고, 버널은 점토가 중요한 역할을 한다고 생각했다. 어느 것이었던 간에 지구상에서 최초의 생명은 바다에서 발생했을 것으로 본다.
그 무렵 대기는 산소를 함유하고 있지 않았기 때문에 이렇게 생긴 최초의 생물은 외부에 있는 유기물을 취해서 산소를 필요로 하지 않는 발효에 의해 유기물을 분해하여 에너지를 만들었음에 틀림없다.
이렇게 발생한 생명은 점차 진화했다. 그 연대기를 한번 알아 보도록 하자. 생물의 화석 수가 압도적으로 많아지기 시작한 것은 지구 역사상 고생대에 들어와서부터이다. 이어서 중생대, 신생대에 있어서 생물의 진화의 자취는 화석을 이용해 정리해 낼수 있다. 고생대는 6억년전, 중생대는 2억2천만년전, 신생대는 7천만년 전에 시작된다. 화석이 그다지 발견되지 않는 고생대 전의 시기를 통틀어서 선 캠브리아 시대라 한다.
현재까지 알려진 세계에서 가장 오래된 화석은 1940년 아프리카의 남로디지아에서 발견된 것이다. 그것은 해조같은 것의 분비물 화석이다. 이 화석은 석회암 중에 함유되어 있고 그 석회암을 그보다 후의 화강암 암맥이 관입하고 있다. 그리고 그 화강암의 연령은 지금으로부터 약 27억년 전의 것이다. 따라서 문제의 해조는 지금으로부터 27억년 전보다도 이전의 것이라는 셈이다. 앞에서 말했듯이 지각의 암석 중에서 가장 오래된 것이 35억년 전의 것이다. 따라서 최초의 지각이 지구 상에 만들어 지고 얼마 안 되어 지구 상에 최초의 생명이 발생했다는 것으로 된다.
유리된 산소의 발생은 생물에 대해서만이 아니라 지질과정에 대해서도 큰 영향을 끼쳤음에 틀림없다. 즉 지표에 있는 암석의 산화 작용이 진행되고, 그 때문에 풍화, 침식, 토양의 생성 등이 이루어졌다고 생각된다. 그래서 이러한 조사를 할 필요성을 느끼게 된다.
만약 대기가 산소를 함유하고 있다고 하면 암석이 풍화할때, 그 암석에 함유되어 있는 철분이 산화 될 것이다. 따라서 그 결과 만들어지는 퇴적암과 원래의 암석을 비교하면 퇴적암에는 산화제일철이 감소되어 있고 산화 제이철이 풍부할 것이다. 이러한 생각을 바탕으로 하여 지금으로부터 약 18억년 전의 화강암과 그것이 풍화, 분해되어 생긴 퇴적암의 산화상태를 연구한 사람이 있다.
그 결과 예상했던 산화 현상의 차이가 발견되지 않았다. 같은 연구가 지금으로부터 20억 내지 30억년 전의 퇴적 광상에 대해서도 행해지고 있다. 그리고 이 경우 또한 예상했던 산화 상태의 차이가 발견되지 않았다. 이것은 지금으로부터 18억년 전까지는 대기 중의 산소가 극히 적었다는 것을 말해 주는 것이다.
앞에서도 말했듯이 지금으로부터 약 18억년 전인 바로 그 무렵부터 확실한 생물체의 화석이 발견되기 시작한다. 이것 저것 생각해 보면 바로 이 무렵, 대기 중에 유리 산소가 급격히 증가하기 시작한 것이 아닐까.
(5) 결론
이상에서 지구 초기 역사에 대해서 개략적으로 살펴보았다. 원시 지구에 관한 두가지 이론 중에서 보다 신빙성이 있다고 생각되는 저온 기원설을 중심으로 살펴보았는데, 이는 앞서 고찰한 태양계의 기원설과 대륙 이동설과 긴밀한 관련을 맺고 있는 것을 알수 있다. 위의 세가지 이론은 각각이 따로 동떨어진 이론이 아니라, 태양계의 생성 - 지구의 생성,초기역사 - 대륙이동설 과 같이 일관되어 흐르는 맥이 있음을 발견할 수 있었다.