산소결핍 상태의 유독성 바다가 2억년 전의 대량멸종을 일으키다

[사이언스 데일리] 새로운 연구에 의하면 바다의 생화학적 균형 변화가 지구 상의 모든 동식물과 해양생물의 절반이 멸종한 트라이아스기 말의 대량멸종을 일으킨 중요한 요인이었다.

(2015년 4월 1일 Science Daily 기사 번역)

정보출처: 사우스햄튼 대학

 

온실효과가 폭주해 기후가 변하고 바다가 따뜻해져 정체되자 트라이아스기의 생물들은 질식하는 것으로 종말을 맞이하게 된다. Credit: Victor Leshyk

온실효과가 폭주해 기후가 변하고 바다가 따뜻해져 정체되자 트라이아스기의 생물들은 질식하는 것으로 종말을 맞이하게 된다. Credit: Victor Leshyk

새로운 연구에 의하면 바다의 생화학적 균형 변화가 지구 상의 모든 동식물과 해양생물의 절반이 멸종한 트라이아스기 말의 대량멸종을 일으킨 중요한 요인이었다.

사우스햄턴 대학이 주도한 새 연구에 의하면 바다의 생화학적 균형 변화가 지구 상의 모든 동식물과 해양생물의 절반이 멸종한 트라이아스기 말의 대량멸종을 일으킨 중요한 요인이었다고 한다.

곧 발간될 저널 지올로지(Geology)에 실리는 이번 연구는 해양 투광층 폐쇄상태 (marine photic zone euxinia) 라고 불리는 조건이 초대륙 판게아를 둘러싼 두 바다 중 큰 쪽인 판탈라사 해에서 발생했다는 것을 밝혔다.

해양 투광층 폐쇄상태는 햇볕이 도달하는 깊이의 바다 표층수에 산소가 바닥나고 유독성 황화수소로 가득차는 것을 말한다. 황화수소는 산소를 필요로 하지 않는 미생물이 만들어내는 부산물로 대부분의 생명체에게 매우 유독하다.

여러 나라의 과학자들로 이루어진 연구팀은 원래 판탈라사 해 북동부의 바닥에 쌓였다가 지금은 캐나다 브리티시 콜럼비아 해안의 퀸 샬롯 제도에 노출되어 있는 퇴적암으로부터 추출한 화석화된 유기물 분자를 연구했다.

연구팀이 찾아낸 분자는 광합성을 하는 갈색 색소를 지닌 녹색유황세균에서 유래한 것으로 녹색유황세균은 산소결핍상태에서만 나타나는 미생물이다. 이것으로 심각한 산수 부족 및 황화수소 중독 현상이 트라이아스기 말인 2억100만년 전에 바다의 상층부에서 일어났다는 것을 알 수 있다.

연구팀은 또  유기물질의 질소 조성에 상당한 변화가 있었다는 것을 알아냈는데 이는 저산소 현상이 일어나면서 해양 영양순환에도 단절이 생겼음을 뜻한다.

이전의 연구들은 트라이아스기 최말기 동안 육성 및 얕은 해안가의 환경에서 투광층 폐쇄상태가 있었다는 증거들을 보고했지만 외해 (open ocean) 환경에서 이런 증거를 보고한 것은 이번 연구가 처음이며 이 변화가 전지구적인 규모로 일어났을 수 있음을 암시한다.

논문의 공저자인 사우스햄턴 대학의 교수인 제시카 화이트사이드의 설명에 의하면 “지각판이 이동해 판게아가 갈라지면서 대규모의 화산 활동이 대기권으로 다량의 이산화탄소를 뿜어내 온실효과가 일어나 기온이 높아졌을 수 있습니다. 이산화탄소 농도가 빠르게 높아진 것 때문에 해양 순환에 변화가 생겨 산성화 및 탈산소화가 일어났을 수 있죠.”

“이런 변화들은 영양소 순환에 단절을 일으키고 해양 생태계의 생존에 필수적인 먹이사슬에도 변화를 일으킬 수 있습니다. 이번 연구는 산소결핍 현상, 그리고 궁극적으로 폐쇄상태가 먹이사슬에 심각한 영향을 끼쳤다는 직접적인 증거를 제공하고 있습니다.”

“해양 산소부족 현상을 일으켰던 이산화탄소 농도 증가가 육상에서도 대량멸종을 일으켰고, 결국 공룡들이 생태계를 점령하게 되었습니다. 정확한 메커니즘은 여전히 연구중이지만요.”

오늘날의 지구가 트라이아스기와는 매우 다르긴 하지만 화산활동에 의해 방출된 이산화탄소의 증가율은 오늘날 우리가 화석연료를 태우면서 경험하고 있는 것과 유사하다.

화이트사이드 교수의 말이다. “당시의 이산화탄소 증가 속도는 최소한 오늘날 화석 연료를 태워서 만들어내는 것만큼은 빨랐을 겁니다. 증가가 시작되는 시점에서의 농도가 트라이아스기 쪽이 훨씬 높긴 했습니다. 고대에 일어난 급격한 이산화탄소 증가의 결과가 우리가 겪고 있는 지금의 이산화탄소 위기가 어떤 결과를 만들어낼 수 있는지 알려주고 있습니다.”

참고문헌:
A. H. Kasprak, J. Sepulveda, R. Price-Waldman, K. H. Williford, S. D. Schoepfer, J. W. Haggart, P. D. Ward, R. E. Summons, J. H. Whiteside. Episodic photic zone euxinia in the northeastern Panthalassic Ocean during the end-Triassic extinction. Geology, 2015; 43 (4): 307 DOI: 10.1130/G36371.1

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카테고리:번역, 고생물학, 사이언스 데일리, 중생대

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