현재 이산화탄소 농도 증가 속도는 과거와 비교할 수 없을 만큼 빠르다

(A living foraminifera, a type of marine plankton, that researchers grew in laboratory culture. To reconstruct past climate, fossilized specimens are collected from deep sea sediments. Credit: Bärbel Hönisch/Lamont-Doherty Earth Observatory)

현재 대기 중 이산화탄소 농도는 인류가 살았던 시기 중 역대 최고 수치이지만, 사실 지구 역사상 이보다 더 높았던 적이 없었던 것은 아닙니다. 5560만년 전 지구는 Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM)이라고 부르는 신생대 최고 수준의 뜨거운 시절을 보내는데, 이 시기 지구 대기 중 이산화탄소 농도는 지금보다도 더 높은 700ppm 수준에 이르렀으며 대기 중 메탄 가스 농도도 높았습니다. 이 시기 적도 부근에는 거의 화석이 나오지 않는 대신 북극권에는 아열대 기후가 펼쳐졌을 정도로 지구 기온이 높았습니다.

콜롬비아 대학 지구과학 연구소의 로라 하이네스(Laura Haynes)와 그녀의 동료들은 PETM 시기의 이산화탄소 농도 변화를 알아내기 위해 유공충 (foraminifera)을 이용한 연구를 진행했습니다. 연구팀은 우선 당시와 비슷한 산성, 고이산화탄소 환경을 만든 후 동위 원소가 유공충의 껍데기에 축적되는 정도를 확인했습니다. 그리고 이를 다시 대서양 해저 지층에서 확보한 PETM 당시 유공충 화석과 비교했습니다.

그 결과 이 시기 4000-5000년 사이 14.9경톤의 탄소가 바다로 유입되면서 이산화탄소 농도를 본래 있던 양보다 2/3배 정도 더 높였던 것으로 나타났습니다. 당시 이런 엄청난 양의 이산화탄소가 유입된 이유에 대해서는 과학자들 사이에서 논쟁이 있습니다. 연구팀은 매우 격렬한 화산 활동이 가장 가능성 높은 이유라고 보고 있습니다. 그리고 그외 해저 메탄 하이드레이트의 분해 역시 영향을 미쳤을 것입니다.

그런데 이런 점을 감안해도 사실 PETM 당시 이산화탄소 농도 증가는 현재에 비해 현저히 느렸습니다. 사실 당시 수천년이 걸렸던 일이 이제 수백년 안에 일어나는 수준이기 때문입니다. 이는 이전 연구 결과와도 일치합니다. ( https://blog.naver.com/jjy0501/220662016534 참조) 지금 같은 이산화탄소 농도 증가는 매우 이례적인 일로 많은 생명체가 결국 적응하지 못하고 사라질 것으로 우려되고 있습니다. 인류에게 미치는 피해 역시 적지 않을 것입니다.

참고

https://phys.org/news/2020-09-ancient-volcanoes-boosted-ocean-carbon.html

Laura L. Haynes el al., "The seawater carbon inventory at the Paleocene–Eocene Thermal Maximum," PNAS (2020). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2003197117

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