지구와 달은 태양으로부터의 거리가 거의 비슷하지만 평균 온도가 서로 다릅니다. 그 이유는 무엇일까요?
지구는 달보다 더 따뜻하다
| 행성 | 달 | 지구 |
| 태양과의 거리 | 비슷하다 | 비슷하다 |
| 평균 온도 | 약 -53 ℃ | 약 15 ℃ |
| 최저, 최고 온도 | 약 -173 ℃ ~ 117 ℃ | 약 -89 ℃ ~ 58 ℃ |
| 표면 | 운석 구덩이가 많다 | 대기로 덮여있다 |
| 대기 | 희박하다 | 1기압의 대기 |
[출처] 나무위키
온도가 일정하게 유지되는 복사 평형
스스로 빛을 내지 못하는 지구와 달은 태양 복사 에너지를 받을 때 뜨거워지고, 받지 않을 때 차가워집니다. 만약 지구가 태양 복사 에너지를 계속 받는다면 지구는 무한정 뜨거워질까요? 아닙니다. 모든 물체는 자신의 온도에 해당하는 복사 에너지를 방출하는데, 태양 복사 에너지를 흡수하여 뜨거워진 지구 역시 지구 복사 에너지를 방출하게 됩니다. 태양 복사 에너지를 흡수할수록 지구는 점점 더 뜨거워지고, 이에 따라 더 많은 양의 지구 복사 에너지를 방출하면서 결국 흡수한 태양 복사 에너지의 양과 방출한 지구 복사 에너지의 양이 같아지게 됩니다. 지구로 들어가는 에너지의 양과 나가는 에너지의 양이 같기 때문에 지구의 온도는 더 이상 변하지 않고 일정하게 유지됩니다. 이와 같은 상태를 복사 평형이라고 합니다. 태양으로부터의 거리가 거의 비슷한 달도 같은 방식으로 복사 평형을 이루게 됩니다. 하지만 지구가 달보다 더 따뜻한 이유는 무엇일까요?
지구를 따뜻하게 하는 온실 효과
달에는 대기가 거의 없지만 지구는 대기로 둘러싸여 있습니다. 지구의 대기는 지구의 표면에서 우주 공간으로 방출되는 에너지의 일부를 흡수한 후에 다시 지표로 되돌려 보냅니다. 지구 바깥 우주 공간으로 방출되려던 에너지가 대기에 의해 지구의 표면으로 재흡수되면서 지구는 대기가 없을 때보다 더 높은 온도에서 복사 평형을 이루게 됩니다. 이를 지구의 온실 효과라고 합니다. 지구의 대기에 존재하는 모든 기체가 지구의 표면에서 방출되는 지구 복사 에너지를 잘 흡수하는 것은 아닙니다. 지구 복사 에너지를 특히 잘 흡수하는 기체는 이산화 탄소, 수증기, 메테인 등이 있는데 온실 효과를 일으키는 기체라고 해서 온실 기체라고 합니다. 온실 기체는 태양 복사 에너지를 받지 않는 밤에도 지구 복사 에너지를 대기 중에 가두어 두기 때문에 밤의 온도가 너무 급격하게 떨어지는 것을 막아 낮과 밤 간의 온도 차이를 줄여줍니다.
지구를 위협하는 지구 온난화, 기후 위기
온실 기체는 자연적인 과정에서 방출되기도 하지만 인간적인 활동에 의해 방출되기도 합니다. 자동차 및 공장 등에서 사용하는 화석 연료의 연소 과정에서 많은 양의 이산화 탄소 기체가 발생하고, 산불이나 무분별한 산림 파괴로 인해 산소를 공급하는 나무가 줄고 동시에 나무의 탄소 저장 기능도 상실되어 대기 중 이산화 탄소 기체의 농도가 증가합니다. 또한 음식 쓰레기가 부패하는 과정, 축산 활동에서 가축들이 소화하는 과정에서 대기 중 메테인 기체의 농도가 증가합니다. 이러한 인간 활동들은 대기 중 온실 기체의 농도를 증가시키고 온실 효과를 강화하여 지구의 평균 기온을 지속적으로 상승시키는데, 이를 지구 온난화라고 합니다. 지구 온난화는 지구 환경을 변화시키고 인간의 생활에도 영향을 줍니다. 온도가 상승하여 바닷물이 팽창하고 대륙의 빙하가 녹아 바다로 유입되면서 해수면이 상승합니다. 해수의 온도가 상승하면 바다에서 증발하는 수증기의 양도 많아져 어떤 지역에서는 강수량이 증가하고 강력한 태풍이 발생할 수 있습니다. 반대로 다른 지역에서는 가뭄이 심해져 땅이 황폐하게 되는 기후 이상 현상이 발생하여 여러 지역에 부정적인 영향을 미치게 됩니다. 또한 전 세계의 많은 곳에서 수목이 고사하고 동식물이 서식지를 잃으며 생태계가 교란되는 현상이 발생하는 등 생태계에도 악영향을 미칩니다. 궁극적으로 식량 생산 및 수자원 공급이 달라지면서 인간의 생활 기반이 타격을 받고, 전염성 병원체의 이동이 증가하면서 인류의 질병률과 사망률이 증가할 수 있습니다. 따라서 인간 활동에 의한 온실 기체의 배출량을 줄이고 지구 온난화 때문에 발생하는 지구 환경 변화에 대비하기 위한 지속적인 노력이 필요합니다.
금성이 수성보다 더 따뜻한 이유
금성이 수성보다 태양으로부터의 거리가 더 멀지만 더 따뜻한 이유 역시 금성을 둘러싸고 있는 대기로 설명할 수 있습니다. 수성은 대기가 거의 없지만 금성은 대부분 이산화 탄소로 이루어진 90 기압의 두꺼운 대기로 덮여 있습니다. 온실 기체인 이산화 탄소로 인해 금성이 수성보다 더 높은 온도에서 복사 평형을 이루게 된 것입니다.
| 행성 | 수성 | 금성 |
| 태양과의 거리 | 더 가깝다 | 더 멀다 |
| 평균 온도 | 약 117 ℃ | 약 457 ℃ |
| 최저, 최고 온도 | 약 -193 ℃ ~ 427 ℃ | 약 -45 ℃ ~ 482 ℃ |
| 표면 | 운석 구덩이가 많다 | 대기에 덮여 보이지 않는다 |
| 대기 | 희박하다 (매우 소량의 원자들만) |
90기압의 대기 (대부분 이산화 탄소) |
[출처] 나무위키