지구는 자전축이 기울어진 상태로 태양 주위를 공전하고 있습니다. 정확히 어떻게 지금처럼 기울어지게 되었는지는 확실히 알지 못합니다. 약 45억 년 전에 미지의 천체가 초기 지구와 충돌하면서 기울어졌다는 가설이 유력합니다. 그때 달도 같이 생겼을 가능성이 있습니다. 또한, 태양계가 형성되는 과정에서 중력 상호작용이 매우 복잡했습니다. 주변 행성과 천체들로부터의 중력적 상호작용이 지구의 자전축을 일정한 방향으로 기울게 만들었을 가능성이 있습니다. 이유가 어쨌든 지구가 이렇게 기울어진 채로 자전하는 건 우리에게 좋은 일입니다. 지구가 기울어져서 우리에게 좋은 게 뭘까요? 먼저 지구가 정확히 어떻게 기울어져 있는지를 살펴보겠습니다. 지구의 남극과 북극을 잇는 자전축은 지구의 공전 궤도 평면(황도면)에 대해 약 66.5도 기울어져 있습니다. 우리는 느끼지 못하지만, 이 자전축은 약 2만 6000년을 주기로 팽이처럼 세차운동합니다. 지구가 기울어 있기 때문에 정오에 태양의 위치도 지구의 공전에 따라 달라집니다. 태양이 정오에 머리 바로 위에 위치할 수 있는 최북단과 최남단을 각각 북회귀선과 남회귀선이라고 합니다. 북회귀선은 적도 북쪽 약 23.5도에, 남회귀선은 적도 남쪽 약 23.5도에 있습니다. 북반구가 태양을 향해 기울어지다 보면 북회귀선 위에서 태양의 남중고도가 90도가 되는 날이 있습니다. 이 날이 바로 하지로, 1년 중 가장 낮이 긴 날입니다. 반대로 남반구가 태양을 향해 기울어지면 남회귀선 위에서 같은 현상이 벌어집니다. 남반구는 이때가 여름입니다. 북회귀선과 남회귀선보다 위도가 높은 지역에서는 절대 태양이 수직으로 뜨지 않습니다. 지구의 기울기와 회귀선은 기후를 결정짓는 중요한 요인이 됩니다. 우리는 평생 이 기울기를 직접 느낄 수는 없지만, 덕분에 우리는 봄, 여름, 가을, 겨울을 두루 겪을 수 있습니다. 만약 자전축이 기울어지지 않았다면 지금 같은 계절 변화는 없을 것입니다. 태양 빛이 항상 일정한 각도로 지구에 도달하면서 모든 지역의 기온과 일조량이 일정해지기 때문입니다. 실제로는 태양 주위를 한 바퀴 도는 1년 동안 지구의 각 지역이 받는 태양 빛의 양은 계속 달라지면서 계절이 변합니다. 이를테면 공전 궤도에서 북반구가 태양을 향해 기울어지면, 북반구는 여름을 맞이합니다. 태양이 높은 각도로 떠오르고 낮이 길어져, 더 많은 태양 에너지를 받습니다. 반대로, 남반구는 이 시기에 태양에서 멀어지며 겨울이 됩니다. 태양이 낮게 떠올라 낮이 짧아지고, 태양 에너지도 적게 도달하기 때문입니다. 봄가을에는 지구의 양쪽 반구가 받는 태양 에너지 양이 거의 같습니다. 이때 낮과 밤의 길이가 거의 같아지는 날이 있는데, 춘분과 추분이라고 합니다. 이때 태양은 지구의 적도 부근에서 수직에 가깝게 빛을 비춥니다. 그 결과, 봄가을의 기후는 여름이나 겨울보다 온화하며, 생태계와 기후 변화 역시 비교적 완만하게 일어납니다. 계절의 변화는 지구 전체 생태계에 결정적인 영향을 미칩니다. 한여름의 뙤약볕은 인간에게 불편할 때가 많지만, 생태계 전체로 보면 그렇지 않습니다. 생명 활동을 촉진하기 때문입니다. 한여름의 강한 태양 에너지 덕분에 많은 식물들이 활발하게 싹을 틔우고, 광합성을 하고, 성장합니다. 다양한 동물의 번식도 활발해집니다. 반대로 겨울철의 약한 태양 에너지는 생명 활동을 둔화시킵니다. 낮아진 기온에서 식물들은 휴면 상태에 들어가거나 성장 속도가 느려집니다. 동물들은 먹이를 구하기 어려워지기 때문에 겨울잠을 자거나 활동을 줄이죠. 이처럼 계절 변화는 지구 생태계의 순환과 균형을 유지하는 데 결정적인 역할을 합니다. 계절 변화가 없다면 바람과 해수의 흐름도 단순해져 지구는 생명이 살기 어려운 행성이 되었을 겁니다. 계절의 변화는 인류의 생존에도 직접적인 영향을 미쳐왔습니다. 농업을 시작한 인류의 조상들은 계절에 따라 작물의 재배와 수확 시기를 결정했습니다. 또한 계절에 맞는 집을 짓고, 옷을 만들고, 음식을 먹으며 생존했습니다. 더운 계절에는 야외 활동, 추운 계절에는 실내 활동에 집중하는 인간의 계절별 의식주 패턴은 문화와 경제에도 깊은 영향을 미쳤습니다. 지구가 기울어져서 생기는 신기한 현상도 있습니다. 백야와 극야입니다. 백야는 밤에도 해가 지지 않고 한낮처럼 밝은 현상입니다. 여름에 극지방이 태양을 향해 기울어져 오랫동안 태양 빛을 받기 때문이죠. 북극에서는 북반구가 여름일 때 태양이 지평선 아래로 완전히 내려가지 않으면서 발생합니다. 이 시기에는 하루 24시간 동안 해가 지지 않습니다. 반대로 이때 남극 지방에서는 극야가 발생하여 밤이 계속됩니다. 이처럼 지구의 기울어진 자전축은 자연과 인간 사회 전반에 큰 영향을 끼치는 계절 변화와 순환을 만들어 냈으며, 모든 생명체는 이 주기에 적응해 살아가고 있습니다.