눈덩이 지구, 역동적인 기후와 열린 바다를 가졌을 가능성

영국 - 이크바리 뉴스 통신사

눈덩이 지구, 역동적인 기후와 열린 바다를 가졌을 가능성

6억 년 이상 된 고대 암석 지층에 기반한 새로운 연구 결과에 따르면, 약 6억 년 전 '눈덩이 지구(Snowball Earth)'로 알려진 극심한 전 지구적 빙하기 동안에도 지구는 예상치 못한 주기와 함께 역동적인 기후를 경험했으며, 부분적으로 열린 바다가 존재했을 가능성이 있습니다. Earth and Planetary Science Letters 저널에 발표된 이러한 발견은 이러한 빙하기가 매우 안정적이고 고요한 기후 시스템으로 특징지어졌다는 전통적인 이해에 도전합니다.

약 7억 2천만 년 전부터 6억 3천5백만 년 전까지의 기간인 크라이오제닉 시대(Cryogenian period) 동안, 지구는 두 차례의 심각한 전 지구적 빙하기를 겪었습니다. 첫 번째 빙하기인 스투르티안 빙하(Sturtian glaciation)는 약 7억 1천7백만 년 전부터 6억 5천8백만 년 전까지 지구의 대부분을 얼음으로 덮었던 것으로 추정됩니다. 이 시대는 두꺼운 빙상이 지구 표면을 복잡한 대기 및 해양 상호작용으로부터 잠재적으로 격리시키면서 상대적인 기후 안정기였던 것으로 종종 개념화되었습니다.

그러나 영국 사우샘프턴 대학교의 지구과학자 클로이 그리핀 박사(Dr. Chloe Griffin)가 이끄는 연구팀은 스코틀랜드 서해안에 위치한 가르벨라흐 섬(Garvellach Islands)에서 채취한 암석을 조사했습니다. 스투르티안 빙하기 시대로 거슬러 올라가는 이 암석들은 놀랍도록 잘 보존된 층상 구조를 보여줍니다. 이 층들은 거친 퇴적물과 미세한 퇴적물 사이를 번갈아 나타내는데, 이는 이 시대의 암석에서는 드문 패턴입니다. 대부분의 크라이오제닉 암석은 빙하 활동으로 인해 심하게 침식되고 뒤섞여 있기 때문입니다.

그리핀 박사와 그녀의 동료들은 이 층들을 연간 기록으로 해석합니다. 현대의 빙하 호수에서는 여름철에 빙하 융빙수에 의해 거친 퇴적물이 운반되는 반면, 겨울철에 융빙수가 멈추면 더 미세한 점토가 침전됩니다. 이 과정은 매년 두 개의 뚜렷한 층을 만듭니다. 연구된 암석에는 약 2,600쌍의 이러한 층이 포함되어 있어, 약 2,600년의 기후 역사를 기록했음을 시사합니다.

연구 공동 저자이자 같은 대학의 지구과학자인 토마스 게르논(Thomas Gernon)은 "이렇게 오래된 시기의 연간 기록을 발견하는 것은 전례가 없는 일"이라고 말했습니다. 그는 각 층의 두께가 계절별 날씨 조건에 대한 단서를 제공한다고 설명했습니다. 예를 들어, 더 따뜻한 여름은 빙하의 이동과 침식을 증가시켜 더 두꺼운 퇴적층을 형성할 수 있습니다.

연구원들은 층 두께 패턴에 대한 수학적 분석을 통해 네 가지 뚜렷한 기후 주기를 식별했습니다. 이 주기들은 약 4-4.5개 층, 9개 층, 13.7-16.9개 층, 그리고 130-150개 층의 간격으로 반복됩니다. 이 패턴들은 잘 알려진 현대 기후 주기와 놀랍도록 일치합니다. 특히 4-4.5년 주기는 태평양과 대기 간의 열 교환을 통해 전 세계 날씨 패턴에 영향을 미치는 현상인 엘니뇨-남방진동(El Niño-Southern Oscillation, ENSO)과 매우 유사합니다.

그리핀 박사는 이 관찰이 "열대 지역에서 해양과 대기 사이의 어떤 형태의 열 전달"의 존재를 뒷받침한다고 언급했습니다. 이는 결국 눈덩이 지구 시대 동안, 아마도 적도 근처에 부분적으로 열린 바다가 존재했어야 함을 의미합니다. 연구원들은 또한 다른 세 가지 식별된 주기가 태양 강도의 변동을 나타낼 수 있다고 가정합니다.

다른 전문가들은 이러한 발견의 중요성을 강조합니다. 연구에 참여하지 않은 세인트 앤드류스 대학교의 지질학자 토니 프레이브(Tony Prave)는 "이 층들을 연간 기록으로 해석하는 것은 합리적입니다. 스위스의 빙하 호수에서도 비슷한 퇴적물을 찾을 수 있습니다."라고 말했습니다.

이러한 발견은 눈덩이 지구 현상의 범위와 심각성, 그리고 열린 물 지역의 존재에 대한 지속적인 논쟁에 기여합니다. 전 세계적인 데이터는 종종 생지화학적 주기를 중단시키고 해양-대기 상호작용을 최소화했던 완전한 빙하의 개념을 지지하지만, 가르벨라흐 섬과 같은 장소는 더 역동적인 기후 체제를 시사합니다. 게르논은 이 암석들이 화산 활동이나 소행성 충돌에 의해 촉발되었을 수 있는 단기 온난화 사건을 반영할 수 있다고 제안합니다. 연구된 층은 약 2,600년에 걸쳐 있지만, 스투르티안 빙하 자체는 5,900만 년 동안 지속되었습니다. 프레이브가 시사하듯이, 이 암석 지층이 스투르티안 빙하의 시작 또는 끝 부분의 전환기에 형성되었을 가능성도 있습니다. 당시 지구는 부분적으로 녹고 있었습니다.

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