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27억년 전 지구 대기의 이산화탄소 농도는?



(Deep sea spherules. Credit: D. E. Brownlee)


 현재 지구 대기 중 이산화탄소 농도는 0.04%이지만, 과거에는 이보다 훨씬 높았습니다. 오래 전 태양이 지금보다 어두웠던 시기에도 지구에 액체 상태의 물이 존재할 수 있었던 것은 온실가스 농도가 지금보다 높았기 때문입니다. 이 점에는 이론이 없지만, 각 시기별로 농도가 얼마나 높았는지에 대해서는 이론이 있어 왔습니다. 


 워싱턴 대학의 연구팀은 27억년 전 미세 운석을 분석해 당시 대기 중 이산화탄소 농도를 연구했습니다. 지구 대기를 통과한 운석은 높은 온도에서 변화를 거치는데, 이 변화에는 온도 뿐 아니라 통과한 대기 구성 성분도 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 미세 운석에 있는 뷔스타이트 (Wüstite, FeO)는 철이 산소와 반응해 생성된 것으로 역으로 이 시기 산소 농도를 추정할 수 있습니다. 


 연구팀은 이 데이터를 바탕으로 당시 대기 조성을 설명할 수 있는 모델을 컴퓨터로 분석했습니다. 그 결과 이 시기 이산화탄소 농도는 최대 70%에 달하는 것으로 나타났습니다. 아마도 산소를 만드는 미생물이 없는 시기에는 이보다도 더 높아서 금성 대기와 견줄 수 있는 수준이었을 것입니다. 


 지구 온난화 문제가 갈수록 심각해지면서 우리는 온실가스에 대해 부정적인 시각을 가지고 있지만, 사실 지구 역사 초기에 극단적인 온실효과가 없었다면 지구 생명체는 존재할 수 없었을 것입니다. 최근 급격한 온도 상승이 문제인 것이지 온실효과 자체는 지구가 생명체가 넘치는 행성이 되는데 결정적인 기여를 했다고 할 수 있습니다. 


 참고 


O. R. Lehmer et al. Atmospheric CO2 levels from 2.7 billion years ago inferred from micrometeorite oxidation, Science Advances (2020). DOI: 10.1126/sciadv.aay4644

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