오르도비스 대멸종은 해양의 산소 부족 탓?

과학기술

오르도비스 대멸종은 해양의 산소 부족 탓?
산소 없는 질식 상태 300만 년 동안 계속돼

2020.04.22 10:20 심재율 객원기자

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지구상에서 동물들이 대거 사라지는 5번의 대멸종 중 하나는 오르도비스(Ordovician) 대멸종이다.

스탠퍼드 대학 과학자들은 최근 발표한 연구에서, 해양의 산소 부족이 약 4억 4400만 년 전에 발생한 파괴적인 사망의 원인이라는 주장을 강력하게 뒷받침하고 있다.

특히 연구팀은 당시의 극심한 무산소 상태가 300만 년 이상 지속되었다고 발표했다.

바닷속이 이렇게 긴 시간 질식 상태에 있었기 때문에 동물의 대멸종이 발생했다는 주장이다. 이는 지구 역사에서 비슷한 생물 다양성을 파괴했던 다른 대멸종의 기간 보다 훨씬 더 긴 것이다.

모든 종의 85%가 사라져

과학자들은 오르도비스 대멸종 시기에 모든 종의 85%가 멸종했다고 보고 있다. 당시는 대부분의 생명체가 해양에 살고 있었고 오늘날 보는 것 같은 대부분의 대륙은 하나의 대륙인 곤드와나 대륙으로 연결되어 있었다.

캐나다 유콘 지방의 검은색 셰일 암석. 대멸종에 따라 생물 화석을 찾아보기 어렵다. ⓒ Erik Sperling

주 저자인 리처드 조지 스토키(Richard George Stockey)는 “수억 년 전 발생한 대규모 멸종 사건 당시 무산소 조건의 범위와 강도에 대한 불확실성이 이번 연구로 상당 부분 해소됐다”고 말했다.

네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 저널에 14일 발표된 이 연구는 후기 오르도비스기(Ordovician) 대량 멸종으로 알려진 사건을 중심으로 이루어졌다. 이 멸종 사건은 약 6500만 년 전에 모든 공룡을 전멸시킨 백악기 사건을 포함해서, 지구 역사상 가장 참혹한 5가지 대멸종의 하나로 인정받고 있다.

오르도비스 대멸종은 맥박이 뛰듯 몇 번에 나눠져 발생했다. 초기 멸종의 맥박은 지구 냉각 때문에 시작되었다. 그 후 두 번째 멸종의 맥박은 주로 바다 무산소에 영향을 미치는 히르난티아(Hirnantian)와 루다니아(Rhuddanian) 시대 사이에 발생했다. 과학자들이 화석을 분석하면서 약 85%의 해양 종이 후기 오르도비스 대멸종 때 사라진 것을 알 수 있었다.

스탠퍼드 연구팀은 특히 대멸종의 두 번째 맥박을 살펴보았다. 연구팀은 현재와 같이 해양 생물학적으로 중요한 용존 산소의 부족이 어느 정도까지 그리고 얼마나 오랫동안 발생하는지에 대한 불확실성을 해소하기 위해 노력했다.

이전 연구들은 무산소 시기와 산소가 풍부한 시기에 따라 다른 조건에 의해 발생한 화학 반응을 분석했다. 무산소 시기, 산소가 풍부한 시기를 겪은 우라늄과 몰리브덴 같은 금속의 동위원소를 함유한 고대 퇴적물을 분석하면, 해양 산소 농도의 변화를 유추할 수 있다.

스타키는 이전에 발표된 금속 동위원소 데이터를 통합한 새로운 모델을 구축하고, 여기에 대량 멸종 당시의 기록을 담고 있는 리비아 무르주크(Murzuq) 분지에서 채취한 검은 셰일에서 얻은 새로운 데이터를 통합했다.