토훌리안 세계

토울리안 행성은 특이한 행성 유형으로, 가장 유명한 사례인 토울에서 이름을 따왔다. 이 행성은 토울흐의 모행성이다. 이 유형은 차갑고 습한 사이테리안 행성으로 볼 수도 있고, 극도로 뜨겁고 기압이 높은 가이안 행성들로 볼 수도 있다. 대중은 대체로 전자에 더 익숙해서, 흔히 토울리안 행성을 전형적인 사이테리안 행성인 금성에 빗댄다. 겉모습만 보면 실제로 사이테리안 행성과 닮았다. 대기는 대부분 이산화탄소로 이루어지고, 표면은 구름층에 가려져 있다. 또한 압력과 열이 매우 강해 대부분의 테라젠들이 견디기 어렵다(약 10~218 바, 300~370 켈빈). 그러나 행성학자나 외계생물학자(Xenobiologists)의 관점에서는 토울리안 행성이 구 지구 같은 표준 가이안 행성에 훨씬 가깝다. 가장 근본적인 공통점은 표면에 액체 상태의 물이 존재한다는 점이다. 이는 탄소 순환, 판 구조론을 비롯한 지질 작용, 생명체의 존재 가능성까지 모두 뒷받침한다. 최초의 토울리안형 행성이 발견되었을 때 한 초기 행성학자가 표현했듯, 이 행성은 뜨겁고 메마른 오븐이 아니라 습하고 생명으로 가득한 압력솥과 같다. 토울리안 행성은 행성 발달 과정에서 나타나는 독특한 준안정 상태로, 별도의 독자적인 유형으로 분류하는 편이 가장 적절하다. 다만 이 상태가 성립하려면 초기 조건이 비교적 좁은 범위에 들어야 하므로, 표준 사이테리안이나 가이안 행성보다 훨씬 드물다.

기원

사이테리안이나 표준 가이안 행성과 마찬가지로 토울리안 행성은 오랫동안 지질 활동을 이어가므로 아레안형으로 진화하지 않는다. 또한 사이테리안 행성처럼, 전형적인 가이안들과 달리 대체로 강한 일사량을 받는다. 하지만 금성 같은 사이테리안 행성과 달리, 초기의 폭주 온실 효과와 그에 따른 수권 상실을 겪지 않는다. 전형적인 사이테리안 행성에서는 뜨거워진 바다가 대기 중에 수증기를 대량 방출하고, 이 수증기가 온실 효과를 강화해 더 많은 수증기가 방출된다. 상층 대기에 오른 수증기는 태양 자외선에 분해되고, 수소는 우주로 빠져나간다. 수억 년 동안 이 과정이 이어지면 행성의 물은 대부분 사라진다. 표면에서 물이 사라지면 탄소 순환도 무너진다. 지구 같은 가이안 행성에서는 지질 작용으로 방출된 이산화탄소가 탄산염 형태로 지각에 다시 흡수되지만, 이 과정에는 액체 상태의 물이 필요하다. 표면에 물이 없으면 이산화탄소는 순환하지 못하고 대기에 쌓인다. 결국 행성은 극도로 뜨겁고 건조해져, 행성 역사 초기에 진화했을지도 모르는 테라젠형 바이온트 생명체가 살기 어려운 환경이 된다.
토울리안 행성은 건조해지지 않기 때문에 사이테리안 행성과 다른 운명을 맞는다. 이렇게 되려면 여러 요인이 함께 작용해야 한다. 주요 요인으로는 행성 형성 당시 풍부했던 휘발성 물질, 큰 행성의 강한 중력, 자외선 복사가 비교적 적은 별, 그리고 대체로 산소를 만드는 생명체가 일찍 진화했거나 유입된 점이 꼽힌다. 이 요인들은 전형적인 사이테리안 행성이 서서히 말라가는 과정을 막거나 늦춘다. 초기 휘발성 물질이 풍부하면 처음부터 물이 많아 바다가 완전히 사라지는 시점이 늦어진다. 대기 중 수증기도 희석되어 물이 빠져나가는 속도가 느려진다. 중력이 강하면 수소 일부를 붙잡을 수 있어 상층 대기에서 손실되는 양이 줄어든다. 자외선 유속이 낮으면 상층 대기의 물이 구성 원소로 분해되기 전까지 더 오래 남는다. 대기 중 산소도 중요한 요인이다. 산소는 오존을 형성하고, 오존은 두 가지 중요한 역할을 한다. 첫째, 자외선을 흡수해 수증기를 어느 정도 보호한다. 둘째, UV 광선을 흡수하면서 가열되어 열권을 형성한다. 이 열권은 상층 대기에 "증기 덫"이 생기도록 도와 물이 애초에 그 높이까지 올라가지 못하게 한다. 이런 효과가 없다면 G형 별 주위에는 토울리안 행성이 존재할 수 없다. 더 차갑고 붉은 K형 별 주위의 행성조차 결국 사이테리안(Cytherians)가 된다. 물론 이 모든 요인은 피할 수 없는 변화를 늦출 뿐이다. 토울리안 행성도 표준 가이안 행성처럼 준안정 상태에 머문다. 시간이 충분히 흐르면 서서히 건조해져 결국 사이테리안 상태로 진화한다. 행성이 충분히 작다면 지질 활동이 멈추고 두꺼운 이산화탄소 대기가 탄산염으로 지각에 흡수되어 따뜻한 아레안 행성이 된다.

산소가 일찍 생겨나야 한다는 점 때문에, 일부에서는 모든 토울리안 행성이 외계지성체(Xenosophont)의 개입으로 탄생했다고 주장한다. 이들이 제시하는 방식은 두 가지다. 습윤 온실 단계의 행성에 일찍 생명을 퍼뜨렸거나, 이미 건조해진 사이테리안 행성에 나중에 휘발성 물질과 토울리안형 생명체를 들여왔다는 것이다. Seniis-2와 그 추종자들이 이 가설을 가장 열렬히 지지한다. 그러나 공통된 생물학적 기원과 명백한 소폰트 개입의 흔적이 확인되는 할로제닉스와 달리, 토울리안 행성에서는 이 가설을 뒷받침할 증거가 다소 빈약하다. 토울리안 생명체는 생화학과 유전학 양면에서 표준적인 가이안형 생명체만큼 다양하며, 마찬가지로 여러 곳에서 독립적으로 기원한 듯하다. 멸종한 "파종자" 외계지성체 문명이 테라젠 팽창 영역의 방위상 경계를 따라 12개가 넘는 행성을 토울형으로 바꾸었다는 증거가 일부 남아 있다. 하지만 할로제닉스에 견줄 만큼 대규모로 활동했다는 증거는 없다.

행성학, 지질학, 기상학

토울리안 세계의 생명

토울리안 생명체는 대체로 가이안 세계에서 진화한 생명체와 비슷하다. 하지만 표면과 구름 꼭대기의 기온 차이가 매우 커서, 한쪽 환경에 적응한 생물은 다른 쪽의 기준으로 보면 "극한생물"에 해당한다. 초기 미생물은 보통 근본적으로 서로 다른 여러 거시 생명체로 진화한다. 가이안 세계에서는 표면의 비교적 좁은 온도대에 생명이 집중되고, 그 밖의 생명은 지하의 미생물로 살아갈 수밖에 없다. 반면 토울리안 생물권에서는 여러 고도에 복잡한 거시 생명체가 차지할 생태적 지위가 있다. 호열성 미생물도 지하 환경의 제약에서 벗어나 원핵생물 단계를 넘어 진화한다. 진핵생물에 해당하는 생명체도 근본적으로 다른 여러 계통이 있으며, 각 계통은 다양한 다세포 형태를 이룬다. 전형적인 토울리안 생물권에는 수십 개의 생물계가 존재한다. 전형적인 가이안 생물권에 약 다섯 개만 있는 것과 대조적이다. 드물게는 구역 사이를 오가거나, 적어도 자신에게 극단적인 환경에 노출되어도 살아남는 토울리안 생명체가 있다. 하지만 대부분은 생물권의 더 깊거나 얕은 층으로 옮기면 빠르게 죽는다. 구름 꼭대기 부근의 일부 생물은 테라젠들의 관점에서도 평범한 온도와 압력에서 활동한다. 이산화탄소가 훨씬 많고 산소가 적은 대기에 적응했다는 점을 빼면, 생화학도 가이안 기준에서 특별히 이질적이지 않다. 반면 표면 생명체는 대개 370 켈빈에 이르는 고온에서도 번성하며, 휴면 상태나 포자 형태로는 그보다 훨씬 높은 온도도 견딜 수 있다.

모든 토울리안 생명체는 전형적인 가이안 생명체에 독성을 띠는 주석이나 수은 같은 원소를 몸에 포함한다. 황 화합물도 훨씬 흔하게 이용한다. 토울리안 행성은 표면 온도가 높아 이런 원소를 대부분의 가이안 세계보다 쉽게 얻을 수 있다. 하지만 다른 측면에서 보면 토울리안 생화학은 가이안 생명체의 생화학과 근본적으로 매우 비슷하다. 행성 지각 깊은 곳이나 블랙 스모커 주변, 온천에 사는 박테리아까지 가이안 생명체의 전체 범위를 고려하면 더욱 그렇다.

일부 토울리안 세계의 표면에는 물을 기반으로 하는 생명체 가운데 가장 강한 호열성 생물조차 살 수 없는 "죽음의 지대"가 있다. 그래도 압력이 높아 물은 액체 상태를 유지한다. 이 온도에서는 주요 생체분자 다수가 열에 불안정하고 세포 활동도 손상 없이 이루어질 수 없다. 다만 비활성 포자는 다시 기온이 낮은 곳에 이를 때까지 버틸 수 있다. 전형적인 사례인 토울은 표면 전체에 생명체가 살 수 있어 이런 죽음의 지대가 없다. 반면 생명체가 산꼭대기와 구름, 또는 대기의 중·상층부에만 존재하는 세계도 있다. 이런 세계에서는 물과 주요 영양소가 생물이 살지 않는 깊은 층에 갇히는 경향이 있다. 따라서 완전한 토울리안 생물권을 갖춘 세계만큼 생명이 풍부하지 않다.

영양소와 물은 대기 하층에 있지만 에너지원은 상층에 있으므로, 강한 수직 기류가 없으면 토울리안 생태계의 생산성이 비교적 낮아질 수 있다. 대기 순환이 영양소를 위로 끌어올리는 현상은 매우 중요하다. 행성이 조석 고정 상태가 아니라면 이런 상승류는 적도와 양극 방향으로 약 60도 떨어진 위도에서 가장 흔하다. 강한 폭풍이 지나간 뒤에는 조류 대발생에 해당하는 현상도 일어날 수 있다. 여러 형태의 공중 생명체가 이 영양 순환에서 중요한 몫을 맡는다. 여기에는 표면 생명체가 방출한 포자와, 표면에서 먹이를 구하지만 구름 숲에 둥지를 트는 동물형 생명체도 포함된다. 대기 중의 조류 및 식물에 해당하는 생명체는 대부분 영양분을 얻으려고 깊은 곳까지 내려가야 한다. 표면에서 먹이를 구하는 생물의 배설물과 사체에서 영양소를 얻거나, 대기 중 먼지와 비, 안개에서 이를 모으기도 한다. 아래에서 설명하는 여러 "매트" 공생체는 이 일반적인 규칙에서 벗어난다.

스트로마톨라이트를 이루는 다종 군집이다. 이 매트는 초고온성 생명체가 활동하는 표면에서 생활사를 시작한다. 이 단계에는 여러 해면동물형 생명체가 함께 살며, 전체적으로는 균류의 균사체 덩어리처럼 보인다. 이들은 영양분을 모으고 부양 가스를 만든다. 결국 매트는 많은 흙을 품은 채 표면에서 떨어져 떠오른다. 매트가 상승하면 낮은 온도에 적응한 종들이 활발해지고, 고온의 표면 생명체는 휴면에 들거나 포자를 만든다. 분해자와 쇄설물 섭식자는 줄어들고 여러 광합성 생물은 늘어난다. 대기 중상층의 어느 지점부터 광합성이 주된 에너지원이 되며, 매트는 다양한 식물형 종이 지배하는 일종의 구름 숲으로 변한다. 여과 섭식자는 대기의 먼지에서 계속 영양분을 모으고, 부생식물은 숲 덩어리 안의 영양분을 계속 순환시킨다. 이 기간에는 식물이 더 많은 이산화탄소와 질소를 고정하면서 군집의 크기와 질량이 증가한다. 성장한 매트 전체가 갈라지기도 한다. 종의 조합마다 생김새와 크기가 다르다. 크기는 몇 제곱센티미터에서 수 헥타르에 이르며, 그보다 커지면 군집이 갈라지는 경향이 있다. 마지막에는 미량 영양소가 서서히 빠져나가 구름 숲의 "토양"이 메말라 가면서 매트도 분해되기 시작한다. 다양한 생명체의 포자를 실은 파편은 다시 표면으로 떨어지고, 그곳의 쇄설물 속에서 자라나 싹을 틔운다. 이런 복합 생명체는 토울리안 세계 생태계에서 영양분을 순환시키는 핵심 요소다. 특히 이처럼 다양하고 정교한 매트가 진화한 덕분에 토울 자체가 유난히 비옥하고 다채로워졌을 가능성이 크다.

테라젠 인상

우주에서 본 토울리안 세계는 대개 밝은 흰색이다. 때로는 구름 숲의 광합성 색소가 색조를 더하며, 엽록소 유사체에서 비롯된 녹색이 흔하지만 모든 곳이 그렇지는 않다. 대체로 바람이 표면 쪽으로 부는 비교적 메마른 "사막"은 더 깨끗한 흰색으로 드러나고, 상승류가 있는 지역은 생명체의 색으로 얼룩진다. 구름층에는 각 지역의 온도와 광량, 영양분의 양에 적응한 생장 지대가 섬과 대륙처럼 펼쳐진다. 아래로 내려갈수록 우주의 검은빛은 먼저 파란색으로, 이어 여러 녹색과 노란색, 빨간색으로 변한다. 마침내 깊은 곳에 이르면 어두운 붉은 미광만 남고, 공기는 유기물과 무기물 잔해 때문에 점차 연기와 먼지로 자욱해진다. 기온은 전형적인 테라젠이 평상복으로 지낼 만한 수준에서 증기탕 수준으로, 마지막에는 압력솥 수준으로 올라간다. 표면에 이르면 균류 숲이 저서 생명체로 들끓는다. 인간의 눈으로는 거의 완전한 어둠만 보인다. 다만 위쪽 구름층의 폭풍에서 치는 번개나 균류, 공중 플랑크톤, 토착 동물이 내는 자연 발광이 때때로 풍경을 밝힌다. 상층에서 높고 가늘게 들리던 소리는 압력이 커질수록 점점 크고 음산해진다.