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2020년 3월 13일 금요일

7000만년 전 1년은 372일?


(Fossil rudist bivalves (Vaccinites) from the Al-Hajar Mountains, United Arab Emirates. Credit: Wikipedia, Wilson44691 – Own work, Public Domain)



(Daily and seasonal layers are visible in a cross section through the specimen of the rudist clam Torreites sanchezi analyzed in the new study. The red box highlights well-preserved parts of the shell. The inserts show microscopic images of the daily laminae which are bundled in groups likely linked to the 14/28 day tidal cycles. Credit: AGU)


지구의 하루는 점점 길어지고 있습니다. 달과 지구의 중력에 의한 상호 작용으로 밀물이나 썰물 같은 자연 현상이 생기지만, 그 댓가로 에너지를 내놓아야 하기 때문입니다. 이 에너지는 달이 지구에서 매년 3.82cm 멀어지면서 나옵니다. 이 사실은 아폴로 시대에 달에 설치해놓은 장치를 이용해서 정확하게 레이저로 거리 측정을 한 결과입니다. 


 그런데 일년의 3.82cm은 매우 작은 양처럼 보이지만, 영겁의 세월 앞에서는 모자랄 수 있습니다. 이 속도로 계속 멀어졌다고 가정할 경우 14억년 전에 지구와 달이 합쳐지기 때문입니다. 진실은 충돌에 의해 지구와 달이 형성된 후 매우 가까운 거리에 있다가 점차 멀어지면서 중력도 따라서 약해졌다는 것입니다. 이에 따라 시간이 지나면서 다른 속도로 하루의 길이가 점점 길어지게 됩니다. 이론적으로는 명확한 이야기지만, 실제 하루가 얼마나 빠른 속도로 길어졌는지 측정하는 일은 만만치 않은 과제입니다. 


 벨기에 브뤼셀 자유 대학의 닐스 데 빈터 (Niels de Winter, an analytical geochemist at Vrije Universiteit Brussel)가 이끄는 과학자팀은 7000만년 전 살았던 이매패류의 일종인 토레이테스 산체지(Torreites sanchezi) 화석에서 당시 하루의 길이를 측정하는 데 성공했습니다. 토레이테스는 루디스트(Rudists)(Rudists)라는 멸종 연체동물의 하나로 조개 같은 다른 이매패류와 마찬가지로 두 개의 단단한 껍질을 지니고 있으나 전체적인 형태는 조개보다는 원통형이나 원형에 가까운 이매패류입니다. 이들은 백악기말 대멸종에서 살아남지 못하고 멸종됐습니다. 


 연구팀은 오만에서 발견된 토레이테스의 껍데기 화석에 레이저를 이용해 10마이크로미터 크기의 구멍을 뚫고 조금씩 증발시켜 세포 만큼 작은 미세 구조를 조사했습니다. 그 결과 당시 바다의 뜨거운 온도는 물론 하루 변동성까지 알아낼 수 있었습니다. 토레이테스가 살았던 무렵 지구는 지금보다 훨씬 뜨거워서 바다의 기온은 겨울에도 섭씨 30도 이상이고 한여름에는 40도에 달했던 것으로 보입니다. 이는 연체동물이 살 수 있는 한계에 가깝습니다.


  동시에 토레이테스는 광합성 생물과 공생을 했던 것으로 보이며 낮과 밤의 껍질 성장속도가 서로 다르다는 것도 밝혀졌습니다. 계절적 성장 변화와 일중 변동을 계산한 결과 연구팀이 조사한 샘플은 9년 정도 살았으며 1년은 372일이었던 것으로 나타났습니다. 당시 지구의 공전궤도는 지금과 크게 다르지 않았기 때문에 이는 하루가 30분 정도 더 짧았다는 이야기입니다. 


 과학자들은 지금까지 여러 가지 방법을 동원해 고기후를 재구성하고 하루의 길이를 측정했습니다. 이번 연구를 통해 지구 - 달 상호 작용 및 하루의 변화를 더 상세히 측정하고 이론적 계산과 맞춰볼 수 있게 됐습니다. 아무튼 재미있는 사실입니다. 


 참고 

Niels J. Winter et al, Subdaily‐Scale Chemical Variability in a Torreites Sanchezi Rudist Shell: Implications for Rudist Paleobiology and the Cretaceous Day‐Night Cycle, Paleoceanography and Paleoclimatology (2020). DOI: 10.1029/2019PA003723



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