고생대 석탄기에는 거대한 양치 식물들이 지구를 뒤덮고 막대한 양의 이산화탄소를 산소로 바꿨습니다. 이 시기 숲이 남긴 유산이 바로 우리가 사용하는 석탄입니다. 지금 우리가 사용하는 화석 연료는 오래 전 지구 대기에서 제거한 탄소를 다시 대기 중으로 내보내는 행위이기도 합니다. 그런데 지금과 마찬가지로 석탄기에도 대기 중 이산화탄소 농도가 변하면서 기후가 크게 변했다는 증거가 발견되었습니다.
포츠담 기후 충격 연구소의 게오르그 페울너 (Georg Feulner from the Potsdam Institute for Climate Impact Research)와 그 동료들은 석탄기 지층에 남은 대기 잔존물에서 얻은 이산화탄소 농도를 통해 당시 기후를 재구성해 3억년 전 지구가 거의 눈덩이 지구가 될 만큼 기온이 내려갔다는 증거를 발견했습니다.
연구팀에 의하면 지금과는 반대로 당시 대기 중 이산화탄소 농도가 극적으로 감소하면서 심지어 100ppm 이하까지 떨어진 것으로 보인다고 합니다. 시뮬레이션을 통해서 밝혀진 부분은 40ppm 수준까지 이산화탄소 농도가 내려가면 지구 전체에 빙하가 형성될 만큼 기온이 내려간다는 점입니다. 이로 인해 당시 극심한 기후 변화가 있었을 것으로 예상할 수 있습니다. 다만 그 방향은 지금과는 반대로 빙하기를 가져오는 것입니다.
흥미로운 연구 결과지만, 한 가지 더 보완하기 위해서는 실제 당시에 대규모 빙하기가 주기적으로 발생했다는 증거도 필요할 것으로 보입니다. 어쩌면 기온이 하강하면서 광합성이 감소해 더 이상의 극단적인 기온 하강을 막는 조절 기전이 작동했을수도 있습니다.
하지만 당시 대기 중 이산화탄소가 급격히 감소해 상당한 기후 변화가 있었을 것이라는 추정은 꽤 합리적입니다. 이산화탄소 농도가 기후의 미치는 영향은 사실 우리가 직접 체감하고 있기 때문입니다.
참고
More information: Formation of most of our coal brought Earth close to global glaciation, Proceedings of the National Academy of Sciences (2017).
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