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100만년전의 얼음을 찾아내다


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 지구의 과거를 연구하는 고기후학자와 지질학자들에게 오래된 얼음, 즉 빙핵(ice core)는 매우 귀중한 자료입니다. 빙하가 형성될 때 작은 눈송이 사이사이에는 공기가 갇히게 됩니다. 이렇게 갇힌 공기는 밀폐된 공간에서 타임캡슐과 같은 역할을 합니다.
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 이 빙핵 속의 작은 기포를 분석하므로써 과학자들은 적어도 지난 40 만년 동안 대기 중의 온실 가스 - 이산화탄소와 메탄 - 의 농도의 농도를 알수 있습니다. 이전 데이터들은 대기 중 이산화탄소 농도가 300ppm 을 넘는 일은 거의 없었으며 최근 400ppm 까지 오른 일은 매우 이례적인 일이라는 사실을 보여주고 있습니다.
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 여기에서 더 나아가서 더 오래된 데이터를 수집하기 위해서는 역시 더 오래된 빙핵을 추출해야 합니다. 이 이를 위해서는 아주 오래된 얼음이 있는 남극의 두꺼운 빙하 아래를 뒤져야 합니다. 과학자들은 최대 100만년 - 150만년전의 빙핵을 찾을 수 있을 것으로 희망하고 있었습니다. (이전 포스트 http://blog.naver.com/jjy0501/100199355269  참조)



(참고로 보는 빙핵 샘플의 사진. 드릴로 얼음을 뚫어 샘플을 채취  photo by Lonnie Thompson, Byrd Polar Research Center, Ohio State University. Cropping by Audrius Meskauskas. PD-USGov-DOC-NOAA (Lonnie Thompson), PD (Audrius Meskauskas)  ) 

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 최근 프린스턴 대학, 메인 대학, 오레곤 주립 대학의 합동 연구팀은 남극의 빙하 아래에서 무려 100만년 전의 것으로 보이는 빙핵을 추출하는데 성공했습니다. 이 빙핵은 남극의 앨런 힐(Allan Hill)에서 찾아낸 것으로 이 지역은 요행히 경사진 지형과 바람에 의한 침식으로 오래된 빙핵이 상대적으로 구하기 쉬운 위치에 있어서 이런 일이 가능했다고 합니다. 물론 이 지형을 찾기 위해서 과학자들은 남극의 극한적 환경에서 모진 고생을 했겠죠.
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 이와 같은 고생은 충분히 보람이 있었던 것 같습니다. 과학자들은 100만년전 빙하기가 10만년 정도 주기가 아닌 4만년 주기로 있었다는 사실을 알고 있습니다. 하지만 왜 인지는 잘 모르고 있습니다. 한 가지 가설은 온실 가스의 농도의 차이입니다. 온실 가스는 항상 지구 평균 기온에 지대한 영향을 미치기 때문에 온실 가스 농도가 다르다면 빙하기와 간빙기의 주기도 변할 수 있습니다.
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 이번 빙핵 샘플로 덕분에 이 가설은 검증이 가능해졌습니다. 결론부터 말하면 당시의 지난 100만년간 이산화탄소 농도는 빙하기 주기의 변화를 설명할 수 없다는 것입니다. 이 시기의 이산화탄소 농도는 211-277ppm, 메탄 가스 농도는 411 - 569ppb로 최근 40만년 사이와 큰 차이가 있었다고 보기는 어렵다고 합니다.
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 한편 이번 연구는 지구 대기의 온실 가스 농도를 100만년까지 재구성할 수 있게 만들었습니다. 이에 의하면 지난 100만년 동안 지구 대기 중 이산화탄소 농도는 300ppm을 넘은 적이 없었습니다. (carbon dioxide levels never rose above 300 ppm over the past million years) 그러나 21세기에 들어 이제 그 농도는 400ppm이라는 수준에 도달했습니다. 이 연구 결과들이 맞다면 현재 이산화탄소 농도는 100만년만에 최고 수준이라고 할 수 있습니다.
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 과학자들은 지구의 과거를 연구하므로써 앞으로 일어날 변화를 더 상세하게 예측할 수 있습니다. 미래의 기후 변화를 예측하기 위한 노력은 앞으로도 계속될 것입니다. 이 연구는 미 국립 과학원 회보(PNASProceedings of the National Academy of Sciences)에 발표되었습니다.

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 참고
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​  Atmospheric composition 1 million years ago from blue ice in the Allan Hills, Antarctica John A. Higgins, DOI: 10.1073/pnas.1420232112

  http://phys.org/news/2015-05-ice-cores-atmospheric-million-years.html#jCp
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