엔트로피로 설명하는 가이아 이론 - 복잡한 것은 곧 생명이다

오늘은 앉아서 잡지를 좀 읽고 있는데, 내용이 잘 읽히지 않아 쓰면서 정리를 좀 해보고자 한다.

 

이 기사는 외계 행성에서 생명체를 찾을 수 있을까? 지구도 그 자체로 생명체인가? 에 대해서 다루고 있다.

 

지구가 생명체라는 주장은 고대 신화에서 흔히 찾아볼 수 있다. 고대 그리스 땅의 신 가이아, 제우스와 가이아의 딸이라는 대지의 신 레아, 우리나라의 천지신명 등이 그렇듯이 말이다. 하지만 신화에서뿐 아니라, 과학자들도 지구가 생명체라는 토론에 열을 올리고 있다. 

 

제임스 러브록이 탄생시킨 '가이아 이론'이 그 예이다. 가이아 이론은 단순히 말해 지구도 하나의 생명체라는 주장이다.

 

지구도 숨을 쉰다

 

가이아 이론을 잠시 읽어보니 정말 흥미롭다. 세포-생명체 관계를 생명체-지구 관계로 확대시킨 것이라는데... 생명체 안에 세포가 여러 활동을 하며 생명체를 살아가게 하듯이, 지구의 모든 생명체가 세포처럼 지구를 살게 만들 수도 있는 것일까? 그리고 생명체라면, 지구도 의식이 있을까?

 

지구도 생명체일 수 있다는 주장을 러브록 박사는 엔트로피를 통해 설명한다. 그 중 제일 이해하기 어려운 문장이 다음 부분이다.

 

This is that life uses, or creates, flows of matter and energy that allow it to increase and maintain complexity within itself. In doing so it deals with the universe’s natural tendency to break down complexity, thus creating disorder, by actively increasing the entropy of the rest of the universe while reducing its own—exporting disorder, as it were. 

 

 

생명체는 에너지와 물질의 흐름을 사용하고 창조해 자기 자신의 복잡성을 증가시키고 유지한다. 이로써 우주가 복잡성을 무너뜨리는 힘에 맞서는데, 이는 자기 자신의 엔트로피는 감소시키고 우주의 나머지 엔트로피는 활발하게 증가시키며 무질서를 창조시킨다.

 

이 말이 잘 이해되지 않아 계속 곱씹게 된다. 열역학이니 엔트로피니 오랜만에 들어봐서 워낙 이해가 가야 말이지. 하지만 어떻게든 이해하려고 노력해 보자.

 

생명체는 에너지를 계속 쓰는 존재이고, 엔트로피를 발산하며 계속 복잡해지며 무질서를 만들어낸다. 그래, 여기까지는 알겠어. 나도 생명체고 내가 있으면 에너지가 발산되고 계속 카오스가 만들어지지.

 

이 그래프를 보면 좀 더 이해가 잘 간다

 

그러나 우주는 반대로 이 복잡성을 해체시키려고 한다. 왜? 그냥 그렇기 때문이다. 이것을 설명하는 것이 바로 열역학 제 2법칙이다. 엔트로피는 계속 증가하고, 무한대를 향해 달려가고 있다. 우주에 물질적인 것은 영원하지 않고, 시간이 지나면 언젠가는 소멸하며 스스로 무너진다. 엔트로피가 무한대에 다다르면, 우주 공간은 텅 비고 공해진다.

 

무질서와 복잡성

 

복잡성을 만들어내는 생명체와 복잡성을 없애는 우주가 만나고, 카오스가 점점 확장된다.

 

이 문단을 이렇게 이해해도 한 문장으로 되는지 모르겠다 🤔 

 

복잡성 = 생명체의 흔적이다.

 

이런 복잡성은 지구의 대기에서도 찾아볼 수 있다. 지구의 대기는 99% 질소와 산소로 이루어져 있고, 나머지 1%는 헬륨, 아르곤, 네온 등의 불활성기체(noble gas)로 이루어져 있다. 노블(noble)이라는 말에서 알 수 있듯이, 이 기체들은 희귀하고 아무것도 하지 않는다. 이외에 이산화탄소와 메탄과 같은 미량 가스를 포함한다.

 

이런 구성 자체가 균형상태를 벗어난 카오스 상태이다. 산소와 메탄, 질소와 산소는 끊임없이 서로 반응하면서 활동하고, 지구의 생명체들이 각 기체를 공급한다. 화성이나 금성에서는 이러한 불안정성을 볼 수 없다. 가이아 이론의 주창자 러브록은 이를 근거로 화성에는 생명체가 없다고 주장했고, 그의 말은 사실로 드러났다.

 

지구 대기의 복잡성이 생명체가 있다는 근거가 된다

 

생명체는 에너지를 갖고 있다. 지구의 에너지를 전력으로 표현하면 약 130조 와트이다. 이는 인간이 사용하는 에너지의 10배에 달한다. 화산, 지진, 판 구조론 등을 일으키는 지구 내부 에너지의 3배에 달한다.

 

지구의 동물들이 생활하며 탄소를 만들어내고, 식물들이 광합성을 통해 산소를 만들어낸다. 지구에서는 탄소 순환 뿐 아니라 질소의 순환도 일어났다. 이런 화학적인 대순환은 동식물이 생기기도 전, 산맥과 대륙, 바다가 만들어지기 전 박테리아와 고세균에 의해서 생겨났다.

 

하이고 어렵다....

 

그렇구나...