2억5200만년 전, 해양생물의 생존에 탄소가 얼마나 중요했는지 보여주는 새로운 증거

[사이언스 데일리] 새로운 연구로 지구 역사상 가장 큰 대량멸종 중 하나였던 사건 이후 탄소가 어떻게 해양생물의 생존에 도움을 주었는지 처음으로 밝혀졌다.

(2015년 4월 3일자 Science Daily 기사 번역)

정보출처: 텍사스 대학 알링턴 분교

 

히페람미나 데포르미스(Hyperammina deformis)의 후방산란 전자현미경 사진 Credit: Courtesy Merlynd and Galina Nestell

히페람미나 데포르미스(Hyperammina deformis)의 후방산란 전자현미경 사진 Credit: Courtesy Merlynd and Galina Nestell

텍사스 대학 알링턴 분교의 과학자들의 새 연구가 2억 5200만년 전에 있었던 지구 역사상 가장 큰 대량멸종 중 하나였던 사건 이후 어떻게 탄소 원자가 일부 해양생물들에게 몸을 구성하는 데 중요한 물질이 되었는지 처음으로 밝혔다.

고생대의 페름기가 끝나고 중생대의 트라이아스기가 시작되면서 육상 및 해양 생물들의 90 퍼센트 이상이 멸종했다. 광범위한 화산 활동, 지구 온난화, 하나 이상의 운석 충돌 등, 이 멸종 사건에 대해 다양한 원인이 제시되었다.

인터네셔널 지올리지 리뷰의 3 월호에 출판된 “High influx of carbon in walls of agglutinated foraminifers during the Permian-Triassic transition in global oceans” 라는 제목의 논문이 이런 내용을 설명하고 있다.

연구자들은 베트남과 중국과의 국경 바로 남쪽에 위치한 페름기 최후기 암석 중 페름기와 트라이아스기 경계 층의 약 4 미터 정도 되는 구간에서 촘촘하게 시료를 채취하여 집중적으로 연구했다.

텍사스 대학 알링턴 분교 지구환경과학과 교수이자 논문의 공저자인 멀린드 네스텔은 페름기에서 트라이아스기로 넘어가는 시기에 북반구와 남반구 모두에서 왕성한 화산활동이 있었다고 말한다.

“화산활동의 상당 부분은 시베리아 트랩으로 알려진 대규모 범람 현무암과 연관되어 있습니다. 이것은 페름기에 쌓인 석탄층을 뚫고 나왔고, 그에 따라 석탄이 연소되면서 이산화탄소가 방출되었죠.” 네스텔의 말이다.

그와 동시에 현재의 호주와 남중국에 해당하는 지역에서도 페름기의 식물들을 태운 화산활동이 있었다는 것을 지적한다. 재로부터 나온 탄소가 대기와 해양 환경에 축적되었고 해양 미생물들 중 일부가 껍질을 만드는 데 처음으로 이 탄소를 이용했다.

멸종 사건에서 살아남은 얼마 안 되는 저서성 해양생물들 중 일부인 단세포 응집 유공충, 개형충의 껍질과 벌레의 관을 만드는 데 탄소 원자가 주 재료였다는 것이 새로운 발견이다.

“세계 여러 곳의 페름기-트라이아스기 경계 구간에서 발견되는 유공충 표본들을 얇게 갈아서 관찰해 보면 검은 층이 나타납니다.” 공저자이자 UT 알링턴 지구환경과학과의 겸임연구교수인 갈리나 P. 네스텔의 말이다. “하지만 누구도 그 검은 물질의 조성을 조사해 본 적이 없었죠.”

네스텔은 그렇게 중요한 페름기-트라이아스기 경계부의 암석층들이 이란, 헝가리, 중국, 터키, 슬로베니아를 비롯해 세계 여러 곳에서 연구되었는데도 이 현상이 보고되는 것은 처음이라고 말한다.

연구를 위해 UT 알링턴의 지구환경과학과 학과장인 아시쉬 바수는 유공충 껍질에 부착된 황철석 더미에서 납 동위원소를 분석했다. 이 황철석 더미로부터 얻은 자료를 통해 멸종 사건 직후 해양환경으로 다량 쏟아져 들어온 탄소 가운데 석탄 연소에서 나온 물질들이 포함되어 있다는 것이 밝혀졌다.

UT 알링턴 지구환경과학과의 명예교수이자 루이지애나 주립대학 지질학 및 지구과학과 교수인 브룩스 엘우드는 페름기-트라이아스기 경계부 시료의 자기 및 지화학적 성질을 연구했다. 엘우드 교수와 동료인 베트남 하노이에 위치한 베트남 과학기술원의 루 티 푸옹 란은 또 네스텔 부부와 미국지질조사소의 동부 지질학 및 고기후학 센터에 근무하며 UT 알링턴의 겸임교수인 브루스 워들로우가 생층서학 연구를 하는데 이용한 시료 역시 채취했다.

자기측정값의 시계열 분석을 통해 엘우드는 멸종 사건이 28,000 년 동안 지속되었다는 것을 알아냈다. 전세계적으로 화석 코노돈트 종인 힌데오두스 파르부스 (Hindeodus parvus) 가 첫 출현하는 지점으로 정의되는 실제 페름기-트라이아스기 경계 – 이번 연구에서는 워들로우가 이 경계층을 찾아냈다 – 의 연대보다 91,000 년 전에 끝났다.

갈리나 네스텔은 멸종 사건이 있은 후, 공식적인 경계층보다 82,000 년 전에 탄소 농도가 높아져서 페름기-트라이아스기 경계층 이후 3,000 년까지 계속되었다고 말한다. 경계층의 연대는 지금으로부터 2억5220만년 전으로 밝혀졌다.

연구에 참여한 그 외의 공저자들은 UT 알링턴의 부교수 앤드류 헌트, 로체스터 대학의 닐로트팔 고쉬, UT 오스틴의 해리 로우, 일리노이 대학의 조너선 톰킨, 휴스턴 키모스트랫 사의 케네스 래트클리프 등이다.

참고문헌:
Galina P. Nestell, Merlynd K. Nestell, Brooks B. Ellwood, Bruce R. Wardlaw, Asish R. Basu, Nilotpal Ghosh, Luu Thi Phuong Lan, Harry D. Rowe, Andrew Hunt, Jonathan H. Tomkin, Kenneth T. Ratcliffe. High influx of carbon in walls of agglutinated foraminifers during the Permian?Triassic transition in global oceans. International Geology Review, 2015; 57 (4): 411 DOI: 10.1080/00206814.2015.1010610

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카테고리:번역, 고생대, 고생물학, 기타무척추동물, 사이언스 데일리

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