지구

1.1 개요

지구는 태양에서 약 1억 5천만 km 떨어진 곳에서 골디락스 존이라 불리는 생명체 거주 가능 영역을 유유히 거닐고 있다. 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 환상적인 기온 범위를 유지하고 있으며, 이는 지구에 다채로운 생태계가 번창하게 된 결정적인 원동력이 되었다. 밀도가 무려 5.515 g/cm³에 달해 태양계 행성 중 밀도 1위를 당당히 차지하고 있다.^{[1]https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html — 토성은 밀도가 약 0.69 g/cm³에 불과해 이론상 거대한 물에 띄울 경우 물 위에 둥둥 떠다닌다.} 자체적인 강력한 자기장을 보유하고 있어 태양풍과 우주선 같은 살벌한 방사선으로부터 지표면의 생명체들을 철저하게 방어해 준다. 위성으로는 큼지막한 위성인 달을 딱 하나 거느리고 있다.

1.2 물리적 특성

지구의 모양은 완벽한 구형이 아니라 자전에 의한 원심력으로 적도 부근이 약간 불룩한 타원체 형상을 띄고 있다. 내부 구조는 크게 지각, 맨틀, 외핵, 내핵으로 명확하게 구분된다. 특히 철과 니켈로 이루어진 외핵의 대류 운동이 가동되면서 강력한 지구 자기장을 생성해 내는 일종의 발전기 역할을 수행한다. 표면 지각은 판 구조론에 의해 끊임없이 움직이며, 이 판들의 격렬한 마찰과 충돌로 인해 지진과 화산 활동, 산맥 형성 같은 다이내믹한 지질 활동이 일어난다.

1.3 대기와 기후

지구 대기층은 질소가 약 78 퍼센트, 산소가 약 21 퍼센트를 차지하는 절묘한 황금 비율로 구성되어 있다. 대기권은 대류권, 성층권, 중간권, 열권 등으로 나뉘며, 성층권에 존재하는 오존층은 유해한 자외선을 자비 없이 차단해 준다. 온실가스에 의한 적절한 온실 효과 덕분에 평균 기온이 약 15 도 안팎으로 유지되어 생명체가 살기 딱 좋은 환경이 조성된다. 물의 순환 작용으로 인해 구름, 비, 눈, 태풍 등 다양한 기상 현상이 스펙터클하게 펼쳐진다.

1.4 생태계 및 환경

지구 표면의 약 71 퍼센트는 광활한 바다로 덮여 있으며, 나머지 29 퍼센트만이 대륙과 섬으로 구성되어 있다.^{[2]https://www.nasa.gov/specials/ocean-worlds — 지구 표면의 대부분이 바다로 덮여 있음에도 불구하고, 전체 질량 대비 물의 비중은 약 0.02%에 불과해 얇은 수막 수준에 지나지 않는다.} 풍부한 액체 상태의 물과 산소, 그리고 알맞은 기후 조건이 삼위일체를 이루어 미생물부터 거대한 대형 동식물에 이르기까지 무수히 많은 생물종이 번성하고 있다. 지각, 대기, 수권, 생물권이 서로 긴밀하게 영향을 주고받으며 복잡하고 정교한 지구 시스템을 구축하고 있다.

1.5 인류와의 관계

약 30만 년 전 등장한 호모 사피엔스는 지구의 생태계 구도를 완전히 뒤흔들어 놓았다. 인류는 뛰어난 지능을 바탕으로 지구 전역에 문명을 건설하고 과학 기술을 급격히 발전시켰다. 하지만 이 과정에서 발생한 과도한 자원 채굴, 환경 오염, 산림 파괴 등은 지구 환경에 커다란 흉터를 남겼다. 최근에는 무분별한 개발로 인한 기후 변화와 생물 다양성 감소가 심각한 문제로 대두되면서, 지구를 지속 가능한 상태로 보존하기 위한 인류 차원의 노력이 시급한 과제로 떠오르고 있다.

2.1 개요

지구는 공간을 효율적으로 관리하고 개발하거나 보전하기 위해 인위적으로 경계를 설정한 구획 단위이다. 상위 행정구역인 시, 군, 구 등의 내부에 포함되는 하위 구획의 성격을 띠는 경우가 많다. 행정 관리를 위한 실체적인 행정구역으로 기능하기도 하며, 도시 계획상 특정한 목적을 달성하기 위해 지정된 제도적 구역으로 기능하기도 한다.

어원은 지형이나 지역을 뜻하는 한자어에서 유래했으나, 현대에 이르러서는 주로 법정 구역이나 도시 계획상의 기능 구역을 지칭하는 학술 및 행정 용어로 정착했다.^{[3]한자어 '지구(地區)'는 본래 땅의 구역을 뜻하나, 행성 지구(地球)와 한글 표기 및 발음이 동일하여 오해를 사기도 한다.}

2.2 행정 구역으로서의 지구

일부 국가에서는 지구를 지방 행정 조직의 공식 단계로 채용하고 있다. 영미권의 디스트릭트(District)나 일부 국가의 행정 단위가 이에 해당한다.

자치권이 부여된 기초자치단체 수준의 지구도 존재하며, 단순히 중앙정부나 지방정부의 출장소 개념으로 기능하는 행정 관할 구역도 존재한다. 선거구, 경찰 관할 구역, 교육구 등 특정한 행정 서비스를 효율적으로 제공하기 위해 기존의 행정 경계와 다르게 획정된 구역 또한 행정 구역으로서의 지구 범주에 포함된다.

2.3 도시 계획 및 법정 구역으로서의 지구

도시 계획 및 국토 관리 분야에서 지구는 토지의 용도를 규제하거나 촉진하기 위한 핵심 수단으로 활용된다.

용도지구는 토지의 이용 및 건축물의 용도, 건폐율, 용적률, 높이 등을 제한하거나 완화함으로써 용도지역의 기능을 증진하기 위해 지정된다. 방재지구, 경관지구, 방화지구 등이 대표적인 예시이다.

개발사업을 추진하기 위해 지정되는 구역 단위로도 활용된다. 택지개발지구, 도시개발구역, 산업단지 지구 등이 이에 해당하며, 이러한 지구 내에서는 특례 법률이 적용되어 신속한 개발과 인프라 구축이 가능해진다.

2.4 기타 특수 목적의 지구

특정 산업의 육성, 문화재 보호, 관광 활성화 등 정책적 목적에 따라 다양한 특수 지구 지정 제도가 운용된다.

관광진흥법에 따라 지정되는 관광지구, 특정 첨단 산업 생태계를 조성하기 위한 연구개발특구, 보호구역 성격을 띠는 개발제한구역 내의 개별 지구 등이 이에 속한다. 이러한 특수 지구는 목적에 맞춘 세제 혜택, 규제 완화, 혹은 강력한 행정적 제한이 동반되는 것이 특징이다.

3.1 자전 속도 감속과 달의 이탈

지구의 자전 속도는 일정하지 않으며, 미세하지만 꾸준히 느려지고 있다. 달의 조력 작용으로 인한 바다와의 마찰이 주요 원인으로, 이로 인해 지구의 하루 길이는 100년에 약 1.8밀리초씩 길어지는 중이다. 공룡이 살던 중생대 주라기 시절의 하루는 약 23시간에 불과했다. 조석 마찰의 반작용으로 에너지 보존 법칙에 따라 달은 매년 약 3.8cm씩 지구로부터 멀어지고 있다.^{[4]아폴로 우주선 탐사선진이 달 표면에 설치하고 온 반사경에 레이저를 쏘아 거리를 측정한 결과 실제 매년 멀어지고 있음이 정밀 입증되었다.} 먼 미래에는 달이 너무 멀어져 개기일식을 볼 수 없고 금환일식만 관측 가능한 시점이 오게 된다.

3.2 대기권 중력권 경계의 확장

흔히 우주의 시작점으로 여겨지는 '카르만 선(Karman line, 고도 100km)'은 인간이 정한 행정적·공학적 경계일 뿐이다. 지구 대기의 가장 외곽층인 '지구관(Geocorona)'은 수소 기체 형태로 우주 공간까지 길게 늘어서 있다. SOHO 위성의 관측 데이터 분석 결과, 이 지구관의 영향력은 지구 지름의 50배에 달하는 약 63만 km 떨어진 곳까지 미치는 것으로 밝혀졌다. 이는 달의 궤도(평균 38만 km)를 완전히 포함하는 수치로, 과학적인 엄밀한 의미에서 달은 지구의 대기권 안쪽을 돌고 있는 셈이다.

3.3 지구 최고 표고차의 다의성

지구상에서 가장 높은 산을 정의하는 기준은 측정 방식에 따라 달라진다. 해수면을 기준(표고)으로 할 경우 에베레스트산(8,848m)이 압도적이지만, 지구 중심부로부터의 거리를 기준으로 하면 적도 불룩함(Equatorial bulge) 현상으로 인해 엑바도르의 치보라소(Chimborazo) 화산이 가장 높다.^{[5]https://oceanservice.noaa.gov/facts/highestpoint.html — 스페인의 탐사가 알렉산더フォン 훔볼트가 치보라소산을 등반했을 당시에는 이 산이 세계 최고봉으로 알려져 있었다.} 지구 중심에서 치보라소 정상까지의 거리는 에베레스트보다 약 2,100m 더 멀다.한편, 산 자체의 실제 높이(산기슭에서 정상까지)는 하와이의 마우나케아(Mauna Kea) 해저 화산이 해저 기점 약 10,210m로 에베레스트를 가볍게 능가한다.

3.4 지자기 역전 현상

지구의 북극(N극)과 남극(S극)은 고정되어 있지 않으며, 지구 내부 외핵의 액체 철·니켈 운동에 의해 주기적으로 뒤바뀐다. 이를 '지자기 역전'이라 부르며, 지난 8,300만 년 동안 약 183회 발생했다. 가장 최근에 일어난 전면적인 역전은 약 78만 년 전의 '브륀-마투야마 역전(Brunhes-Matuyama reversal)'이다. 지자기 역전 진행 중에는 지구 자기장이 약 10% 수준으로 급감하여 태양풍과 우주선(Cosmic ray) 차단력이 저하되나, 과거 지자기 역전 시기와 생물 대멸종 간의 직접적인 인과관계는 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

3.5 지각과 내부 구성 성분의 질량 편차

인간이 서 있는 지구의 지각은 지구 전체 질량의 1% 미만(약 0.47%)에 불과하다. 지구 질량의 대부분은 맨틀(약 67%)과 핵(약 315%)이 차지하고 있다. 원소 구성비 측면에서도 지각 표면에는 산소와 규소가 가장 흔하지만, 지구 전체를 기준(질량 기준)으로 집계하면 철(Fe, 약 32.1%)이 가장 많은 비중을 차지한다. 그 뒤를 이어 산소(30.1%), 규소(15.1%), 마그네슘(13.9%) 순으로 구성되어 있다. 즉, 지구는 본질적으로 '거대한 철 구슬'에 가깝다.^{[6]지구 핵에 존재하는 무거운 철과 니켈이 중심부로 침전하고 가벼운 원소들이 위로 뜨면서 현재의 층상 구조가 완성되었다.}