(Schematic diagram of a three-stage model for the paleoenvironmental evolution of the Upper Yangtze, China, through the middle-late Permian. Credit: Wang et al 2024)
2억 5200만 년 전 페름기 말 대멸종은 지구 생명체의 95%가 절멸한 가장 대규모의 멸종 사건이었습니다. 그 원인에 대해서는 아직도 논쟁이 있으나 시베리아 등에서 대규모 화산 분출이 있었고 이로 인해 이산화탄소와 메탄 가스 농도가 높아지면서 심각한 지구 온난화가 발생했다는 가설이 지지를 받고 있습니다.
중국 난징 대학의 유왕 (Yu Wang, of Nanjing University)이 이끄는 연구팀은 양쯔강 상류의 지가오 채석장 (Zhigao Quarry) 지층에서 페름기 말 화산 활동에 의한 해양 무산소화의 증거를 발견했습니다.
연구팀은 이 지층에서 상당히 높은 비율의 탄소 - 13 동위원소와 수은의 존재를 확인했습니다. 이는 운석 충돌보다는 화산 활동이 전지구적으로 영향을 미쳤다는 사실을 보여주고 있습니다.
또 양쯔강 퇴적층에서 나온 미량 원소인 카드뮴, 우라늄, 몰리브덴 등도 당시 바다에서 이와 연관된 무산소화가 진행되었다는 점을 보여주고 있습니다. 바다 온도가 상승하면서 바닷물에 녹은 산소가 기화되었고 이로 인한 무산소화가 대규모 해양 멸종의 원인이 되었음을 시사하는 결과입니다. 이 시기 해양 퇴적층에서는 조류 (algae)의 화석마저도 적을 정도입니다.
연구팀은 양쯔강의 해양 퇴적층을 분석해 페름기말에 본래 강한 해양 순환에 의해 영양분과 산소가 풍부했던 1단계, 그리고 섭씨 3-5도 정도 수온 상승으로 인해 무산소화가 진행되고 영양분 순환도 멈춘 2단계, 그리고 다시 본래의 온도와 순환이 회복된 3단계의 순서로 변화를 겪었다고 주장했습니다. (사진 참조) 물론 해양 생태계의 대멸종은 2단계에서 발생했습니다.
이와 같은 페름기 말 대멸종 시나리오는 현재 지구 온난화를 겪고 있는 우리들에게도 시사하는 바가 적지 않을 것으로 생각합니다. 원인은 다르지만, 지구 대기 중 이산화탄소 농도가 급격히 상승하고 있기 때문입니다. 같은 참극을 막기 위해서 우리의 노력이 필요합니다.
참고
https://phys.org/news/2023-12-permian-marine-mass-extinction-linked.html
Yu Wang et al, Coupled volcanic activity and marine anoxia in the Upper Yangtze region prior to the Capitanian mass extinction, Chemical Geology (2023). DOI: 10.1016/j.chemgeo.2023.121838
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