(A conceptual rendering suggests how Earth's land elevations and oceans may have appeared during the assembly of Kenorland, left, and later, right, after the Great Oxygenation Event. A University of Oregon-led study has potentially narrowed the window on when significant amounts of land emerged from under the ocean's surface. Credit: Ilya Bindeman)
지구의 바다가 정확히 언제 생성되었는지는 알기 어렵지만, 바다가 생성된 이후에는 대부분의 표면이 물로 덮혀 있었던 것으로 추측됩니다. 초기 지구 지각의 상태를 재구성하기는 쉽지 않지만, 지금 같은 대륙 지각은 얼마 되지 않았던 것으로 보이기 때문입니다. 수십 억년 이전의 일이지만, 과학자들은 여러 가지 방법을 통해 과거를 재구성하고 있습니다.
오리건 대학의 일리아 빈데만 (Ilya Bindeman, a geologist at the University of Oregon)은 산소의 안정 동위원소인 산소 17/18의 비율을 측정해 과거 육지 지층의 비율을 조사했습니다. 278개의 셰일 층에서 얻은 샘플을 조사해 산소 비율을 측정하면 이 지층에 있던 물이 빗물인지 바닷물인지를 판단할 수 있습니다. 무거운 산소의 동위원소는 증발하면서 바다에 남는 비율이 높고 비로 내리는 민물은 동위원소 비율이 낮기 때문입니다.
이를 토대로 지구 대륙 지각의 변화를 추정하면 지구 대기 중 산소 농도가 갑자기 올라간 대산소화 사건 (GOE, Great Oxygenation Event)과 비슷한 시기인 24억년 전 지구 지각 중 대륙 지각의 비율이 갑자기 올라가면서 현재 대륙 면적의 2/3까지 커진 것으로 보입니다. 물론 이 모든 것은 우연히 발생한 것은 아닙니다.
아마도 이 시기에 지구 맨틀이 이전보다 식으면서 이전보다 단단해졌고 이것이 큰 대륙 지각을 지탱하는 요인이 되었을 것입니다. 그리고 동시에 이전보다 큰 육지가 생성되면서 탄소가 지각으로 흡수되고 지구 대기 구성에도 변화가 생긴 것으로 보입니다. 이와 같은 동시다발적 변화는 지구 대기 구조와 생태계를 크게 변경시켰던 것으로 보이며 결국 최초의 진핵생물 등장에 영향을 주었을지 모릅니다.
지구는 과거 우리가 아는 모습과 많이 달랐을 것입니다. 과거 지구가 어떤 모습이었고 어떻게 변화했는지를 이해하는 것은 생명이 어떻게 탄생했고 어떻게 진화했는지를 이해하는 키워드와 같습니다. 앞으로도 과거 지구 역사를 재구성하려는 연구는 계속될 것입니다.
참고
Rapid emergence of subaerial landmasses and onset of a modern hydrologic cycle 2.5 billion years ago, Nature (2018). www.nature.com/articles/s41586-018-0131-1
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