눈덩어리 지구가 어떻게 끝났는지에 대한 새로운 실마리

[사이언스 데일리] 창빙기 (Cryogenian period, 약 8억5000만년에서 6억5천만년 전의 시기) 의 두번째 빙하기가 이전에 생각했던 것처럼 갑작스럽고 혼란스럽게 얼음이 녹으며 끝났던 것이 아니라 얼음이 정기적으로 전진과 후퇴를 거듭하며 끝났다는 것이 새로운 연구에서 밝혀졌다.

(2015년 8월 24일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 버밍엄 대학

창빙기 (Cryogenian period, 약 8억5000만년에서 6억5천만년 전의 시기) 의 두번째 빙하기가 이전에 생각했던 것처럼 갑작스럽고 혼란스럽게 얼음이 녹으며 끝났던 것이 아니라 얼음이 정기적으로 전진과 후퇴를 거듭하며 끝났다는 것을 버밍엄 대학의 과학자들이 오늘 (2015년 8월 24일) 학술지 ‘네이처 지오사이언스 (Nature Geoscience)’ 에 출판한 새로운 연구에서 밝혔다.

연구자들은 이 시기동안 또 지속적으로 얼음이 전진과 후퇴를 거듭한 것이 지구의 자전축의 요동 때문에 일어났다는 것을 알아냈다.

이 시기에 여러 차례 있었던 빙하기는 눈덩어리 지구 (Snowball Earth) 이론으로 설명하는데, 이 이론에 따르면 빙하기는 지구가 겪었던 가장 극단적인 기후 조건이며 6억3500만년 전에 갑작스럽게 끝났다고 한다. 이 빙하기가 언제 끝났는지는 거의 알려진 것이 없었다. 지금까지는.

연구를 위해 과학자들은 빙하기에 쌓인 노르웨이 스발바드의 퇴적암을 분석했다. 이 퇴적암에는 대기 중 이산화탄소 농도가 높았다는 것을 보여주는 화학적 기록이 보존되어 있었다. 빙하기가 시작되었을 때는 이산화탄소 농도가 낮았으나 지구 전체가 매우 추운 상태에 있는 동안 수백만년에 걸쳐 천천히 이산화탄소 농도가 높아졌다. 이 시기의 기후에 대한 기록은 퇴적암 밑에 깔려 있는 부서진 자갈 뿐이다.

결국 대기 중 이산화탄소의 온실효과에 의한 열이 빙하를 어느 정도 녹여서 침식과 운반, 그리고 퇴적이 일어나게 되었다. 차갑고 건조한 기후조건과 같이 빙하도 후퇴와 전진을 거듭했음을 퇴적층이 보여주고 있다. 퇴적암에 남겨진 기록을 보면 빙하의 전진과 그보다 더 건조하고 차가운 시기가 교대로 왔으며, 빙하가 후퇴할 때는 강이 넘치고 호수가 형성되는 시기가 있었으나, 단순한 생명은 이런 조건에서도 살아남았다.

이론에서 예측하듯이 얼음으로 덮여 있으나 대기는 따뜻하고 이산화탄소가 풍부한 상태의 지구가 ‘골딜록스’ 존에 도달하게 되었다. 완전히 얼어 있기에는 너무 따뜻하고, 얼음을 녹이기에는 너무 추워서 고대의 기후 변화를 일으킨 미묘한 원인들을 기록하기에 적절한 상태를 말한다.

지질학 연구자들은 정교한 기후 모델을 만들어낸 프랑스의 물리학자들을 초청하여 이 시기 동안 얼음이 전진하고 후퇴한 것이 지구 2만년 주기로 있는 자전축의 요동 때문인지를 검증했다. 암석기록과 모델은 서로 잘 맞아들어갔다. 지구 자전축에 약간의 요동이 있으면 지구 표면의 서로 다른 지역이 받는 태양열의 양에 변화가 생긴다. 이 변화는 작지만 수천년 동안 축적되면 눈이 쌓여있던 곳이나 녹아있던 곳에 변화를 일으켜 빙하가 전진과 후퇴를 하게 만들 수 있다. 이 시기동안 지구 전체는 남극의 드라이 밸리 지역처럼 보였을 것이다. 아주 건조해 보히는 경치를 가지고 있고, 맨땅이 많이 드러나 있지만 3km 두께의 빙하도 있는 곳이다.

버밍엄 대학 지리학부의 교수로 연구를 주도한 이언 페어차일드는 이렇게 말한다. “눈덩어리 지구 시기가 끝날 때 어떤 일이 일어났는지에 대해 훨씬 풍부한 이야기거리를 가지게 되었습니다. 퇴적암을 분석함으로 인해 그렇게 오래전에 어떤 일이 일어났는지를 알 수 있는 기회가 생긴 것입니다. 지구의 기후가 지구의 궤도에 의해 조절된다는 것은 잘 알려져 있는 사실이고, 이제는 궤도가 아주 오래 전의 빙하시대에 어떤 영향을 미쳤는지도 알게 되었습니다.”

참고문헌

Douglas I. Benn, Guillaume Le Hir, Huiming Bao, Yannick Donnadieu, Christophe Dumas, Edward J. Fleming, Michael J. Hambrey, Emily A. McMillan, Michael S. Petronis, Gilles Ramstein, Carl T. E. Stevenson, Peter M. Wynn & Ian J. Fairchild. Orbitally forced ice sheet fluctuations during the Marinoan Snowball Earth glaciation. Nature Geoscience, 2015 DOI: 10.1038/NGEO2502

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카테고리:번역, 사이언스 데일리, 선캄브리아시대, 지질학

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