산호 화석이 던져주는 지구의 과거 기후에 대한 실마리

[사이언스 데일리] 과학자들이 심해 산호에서 측정한 방사성탄소를 이용해 마지막 빙하기가 끝날 무렵의 대기 중 이산화탄소 농도에 대한 실마리를 찾아냈다. 화석 산호는 우라늄 방사성 동위원소 기법을 이용해 정확한 연대를 측정할 수 있기 때문에 얼음 시추코어와 직접 비교 가능한 연대를 얻어낼 수 있다는 독특한 장점이 있다.

(2015년 9월 24일 사이언스 데일리 기사 번역)

정보출처: 브리스톨대학

대서양 카터 해산 깊이 1 km 지점의 해양저에서 발견된 심해 산호의 모습. Credit: University of Bristol

대서양 카터 해산 깊이 1 km 지점의 해양저에서 발견된 심해 산호의 모습. Credit: University of Bristol

사이언스에 출판된 논문에서 브리스톨대학의 연구자들이 심해 산호에서 측정한 방사성탄소를 이용해 마지막 빙하기가 끝날 무렵의 대기 중 이산화탄소 농도에 대한 실마리를 찾아냈다.

18,000 년에서 11,000 년 전에 지구의 기후 시스템은 극적인 변화를 겪었다. 고기후학자들에게 마지막 해빙기로 알려진 이 시기 동안에 대기 중 이산화탄소 농도는 약 80 ppm 정도 증가했으며 지구온난화로 인하여 빙상이 녹으면서 해수면이 거의 120 미터 정도 상승했다.

최근 얼음 시추코어에서 얻어낸 고해상도 이산화탄소 기록을 보면 천천히 해빙이 진행되면서 이산화탄소가 증가하던 와중에 100 년 단위로 대기 중 이산화탄소 농도가 급작스럽게 10 ppm 정도씩 높아진 기간이 세 차례 있었다. 이 사건들 중 두번째와 세번째 기간은 북대서양 고위도 지역의 급격한 온난화 시기와 일치한다.

대서양 자오선 역전 순환류 (Atlantic Meridional Overturning Circulation) — 고위도 지방에서 심층수가 형성되는 것 및 그와 연관된 용승류 — 의 속도는 북대서양 지역의 기온과 밀접한 관련이 있으며 따라서 이산화탄소 증가 사건과도 연관되어 있을 수 있다. 하지만 심해에서 짧은 시기 동안 어떤 일이 일어나는지에 대한 기록이 남아있는 것을 찾기는 매우 힘든 일이었다.

브리스톨대학, 세인트앤드류스대학, 캘리포니아대학 어바인의 연구자들은 이 문제를 심해 산호 화석으로부터 측정한 방사성탄소를 이용하여 풀고자 했다. 이 산호는 유럽 연구위원회 및 미국 국립과학재단이 지원한 연구비로 적도 대서양 및 남극해에 대한 탐사연구를 통해 수집되었다.

화석 산호는 우라늄 방사성 동위원소 기법을 이용해 정확한 연대를 측정할 수 있기 때문에 얼음 시추코어와 직접 비교 가능한 연대를 얻어낼 수 있다는 독특한 장점이 있다. 방사성탄소는 바다 표면에서 물에 녹아들어가 심층수 형성과정에서 깊은 바다 속으로 들어간다. 이 과정 중에 방사성탄소가 붕괴하고 심해의 방사성탄소는 — 그리고 복원된 화석 산호의 방사성탄소 역시 — 과거 심해 순환의 강도에 대한 정보를 줄 수 있다.

측정 결과 두 차례의 대규모 전이 사건이 있어서 해수가 균질화되고 방사성탄소가 풍부해졌다는 것이 밝혀졌다. 이 사건은 적도 부근 대서양의 중간 정도 깊이와 드레이크 해협에서 일어났으며 마지막 해빙기에 대기 중 이산화탄소 농도가 급잡스럽게 증가한 사건들 중 뒤쪽의 두 번과 시기적으로 일치한다.

주저자인 브리스톨대학 지구과학부의 티엔유 첸 박사의 말이다. “방사성탄소 자료는 두 차례의 전이 및 대서양 심해 역전 사건과 일치합니다. 이 사건들로 인해 심층수의 탄소가 빠져나갔고 그 결과 대기 중의 이산화탄소 농도가 급격히 높아져 북대서양 고위도 지역의 갑작스런 온난화가 초래되었습니다.”

참고문헌

T. Chen, L. F. Robinson, A. Burke, J. Southon, P. Spooner, P. J. Morris, H. C. Ng. Synchronous centennial abrupt events in the ocean and atmosphere during the last deglaciation. Science, 2015; 349 (6255): 1537 DOI: 10.1126/science.aac6159

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카테고리:번역, 고생물학, 기타무척추동물, 사이언스 데일리, 신생대

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