최초의 대량 멸종 - 오르도비스기 - 실루리아기 대량 멸종의 원인은?

 (Detail images of fossils from the Ordovician Period outcrop on Anticosti Island, Quebec, Canada. Credit: André Desrochers, University of Ottawa)

 캄브리아기 이후 지질학적 역사는 크게 고생대, 중생대, 신생대로 나뉘지만, 사실 대멸종 사건은 5번 있었습니다. 오르도비스기, 데본기, 페름기, 트라이아스기, 백악기 말에 대규모 멸종 사건이 있었던 것입니다. 하지만 사실 소행성 혹은 혜성이 충돌한 백악기 말 대멸종을 제외하면 그 원인이 속시원하게 밝혀진 것은 없습니다. 가장 오래된 오르도비스기 - 실루리아기 대멸종도 마찬가지입니다. 

 오르도비스기 말인 4억4500만년 전부터 50-200만 년에 걸쳐 일어난 오르도비스기 말 대멸종(Late Ordovician mass extinction (LOME))은 페름기말 대멸종을 제외하면 더 크게 생물학적 다양성이 감소한 적이 없을 정도로 대규모 멸종 사건이었습니다. 당시 생물종은 거의 바다에만 존재했는데, 해양 생물종의 85%가 이 시기 사라진 것으로 추정됩니다. 그래도 삼엽충 같은 고생대를 대표하는 생물종은 살아남아 고생대는 유지됩니다. 

 과학자들은 오르도비스기 대멸종의 원인으로 화산/지질활동, 감마선 폭발, 금속 중독 등 여러 가지 가설을 내놓았지만, 정확한 이유는 몰랐습니다. 확실한 것은 당시 깊은 바다에 무산소화가 진행되면서 해양 생태계가 매우 심각하게 파괴되었다는 것입니다. 

 UC 리버사이드 대학의 알렉산드레 폴 (Alexandre Pohl, from UC Riverside)이 이끄는 다국적 연구팀은 당시 지층에서 발견된 여러 샘플에서 요오드 (iodine) 농도를 측정해 산소 농도를 간접적으로 측정했습니다. 이 데이터를 컴퓨터 시뮬레이션을 넣어 분석한 결과 당시 얕은 바다에서는 산소 농도가 낮지 않았다는 사실을 발견했습니다. 즉, 산소 농도가 바다 전체에서 감소한 단일 사건이 아니라 뭔가 복잡한 원인들이 깊은 바다에서만 산소를 고갈시킨 것입니다. 

 아마도 오르도비스기 말에는 지구 기온이 낮아지면서 자연스럽게 물에 녹는 산소의 양도 늘어났을 것으로 생각됩니다. 그러나 결국 바닷물은 순환하게 되어 있고 깊은 바다의 산소 농도 역시 증가하는 것이 순리입니다. 왜 이런 제대로 순환하지 않고 서로 산소 농도가 달랐는지를 밝히는 것이 이 시기 대멸종의 원인을 규명하는 데 핵심일 가능성이 높습니다. 

 과학자들은 계속해서 답을 찾아 연구를 계속할 것입니다. 소행성 충돌 만큼 깜짝 놀랄 만한 비밀이 숨어 있을지 궁금합니다. 

 참고 

https://phys.org/news/2021-11-uncovering-secrets-earth-major-mass.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Ordovician%E2%80%93Silurian_extinction_events

Alexandre Pohl, Vertical decoupling in Late Ordovician anoxia due to reorganization of ocean circulation, Nature Geoscience (2021). DOI: 10.1038/s41561-021-00843-9. www.nature.com/articles/s41561-021-00843-9