칠레서도 운석 충돌로 매머드 멸종

영거 드라이아스 시기 대화재로 기후 급변

운석 조각들이 지구와 충돌하면서 불이 나 모든 것을 태워버렸다. 급격한 기후의 변화가 일어났다. 지구의 기후는 따듯한 곳은 추워지고, 추운 곳은 따듯해졌다. 거대 동물은 사라지고 사람들이 남긴 장식품도 급격히 줄어들었다.

약 1만 2800년 전 지구는 잠깐 추운 시절을 보냈다. 이것은 지구상을 휩쓸고 지나간 어떤 빙하시대와도 관련이 없다. 일부 지질학자들은 이 사건이 운석 조각들이 지구에 충돌해서 발생했다고 생각했다. 소위 ‘영거 드라이아스(Younger Dryas) 충격 이론으로 짧은 빙하기’로도 불린다.

지구 역사의 수수께끼를 연구할 때 최근 가장 중요한 사건 중 하나가 바로 영거 드라이아스다. 빙하기 만큼 극심하지는 않았지만, 특히 이 당시의 운석 충돌로 북반구에서는 혹한기가 찾아왔다. 얼마 전 그린란드의 두꺼운 얼음층 아래에서 영거 드라이아스 시대에 떨어진 운석에 의해 직경 31Km 짜리 원형의 충격 흔적이 발견돼 이 이론을 뒷받침했다.

작은 운석들이 지구를 강타하는 상상도 ⓒuc-santa-barbara

작은 운석들이 지구를 강타하는 상상도 ⓒuc-santa-barbara

그렇지만 과연 당시의 운석 충돌은 얼마나 광범위하게 지구상에 영향을 미쳤는지는 많은 논란을 불러왔다. 최근 국제연구팀이 칠레에서 당시의 운석 충돌로 남반구에서도 기후변화와 대형동물들의 멸종이 있었으며 사람이 남긴 장식품이 사라진 증거를 발견했다고 발표했다.

사이언티픽 리포트 (Scientific Reports) 저널에 3월 초 발표된 논문에서 과학자들은 새로 발견된 증거는 영거 드라이아스의 영향이 지금까지 생각했던 것 보다 더욱 광범위하게 거의 지구 전역에서 미쳤다는 것을 보여준다고 말했다.

이 분야의 전문가인 UC산타바바라의 제임스 케네트(James Kennett) 지질학 명예 교수는 “수 년 전 플레이스토세 시기의 끝부분에 지구상에서 발생했던 우주적인 충격의 영향을 조사하기 시작할 때만 해도 이렇게 전 지구적으로 커다란 영향을 미쳤을 것이라고는 생각하지 못했다”고 말했다.

영거 드라이아스 사건이 운석충돌에 의해서 발생했을 것이라는 증거는 최근  북쪽 그린란드에서 발생한 운석 충돌 흔적으로 점점 분명해지고 있다. 과학자들은 얼마 전 그린란드의 두꺼운 얼음층 아래에서 영거 드라이아스 시대에 떨어진 운석에 의해 직경 31Km 짜리 원형의 충격 흔적을 발견함으로써 운석 충돌설을 뒷받침했다.

이번 증거는 남반부인 칠레에서도 발견됐다. 극지방에 가까운 남위 41도 부근에서 과학자들은 영거 드라이아스 사건의 특징을 보여주는 지층을 확인했다.

칠레 영거 드라이아스 조사지역 ⓒ uc-santa-barbara

칠레 영거 드라이아스 조사지역 ⓒ uc-santa-barbara

수 년 전부터 칠레 과학자들은 칠레에 있는 유명한 고생물학적 유적지인 필라우코 바조(Pilauco Bajo) 지역의 침전층을 조사하고 있었다. 이 지층에서 발견된 변화가 바로 영거 드라이아스와 연관된 것으로 알려졌다.

이 중에는 결정적인 증거인 ’검은 멍석‘(black mat)도 포함된다. 블랙매트는 1만 2800년 전 플레이스토세 시기에 서식했던 거대동물들의 화석이 사라지고,  식물 생태계가 갑자기 크게 변하고 사람들이 만든 인공장식품들이 갑자기 사라진 암흑의 시기이다.

이 시기에 북미와 서유럽에서 발생한 현상에 대한 연구결과는 이미 수 십 개가 나와있다. 그런데 이번에 남극에 가까운 칠레 남단 지역에서도 그 증거가 발견됐다.

그 중에는 운석 충돌에 의해 발생한 높은 온도 때문에 발생한 용융에 의해서 형성된 것으로 해석되는 소구체의 존재도 포함된다. 이 소구체를 포함하고 있는 지층에서는 백금을 비롯해서, 금과 자연상태에서는 좀처럼 발견되지 않는 자연 철 입자가 높은 비율로 모여있다.

특이한 것은 칠레 지층에서 발견된 소구체에서는 크롬이 풍부하다는 점이다. 북미지역의 영거 드라이아스 흔적에서는 크롬을 많이 포함한 소구체가 나타나지 않고 남미에서만 나타난다.

케네트 교수는 “남미 안데스 산맥에 있는 화산암에 크롬이 풍부하기 때문에 이 화산암이 바로 소구체에 크롬을 공급했다. 결국 이것은 영거 드라이아스 시기에 운석이 남미 지역도 강타했음을 보여주는 증거”라고 말했다.

또 다른 증거로는 남위 40도 부근에서 갑작스러운 환경의 거대한 변화가 있다.  바이오매스가 불타면서 생기는 증거로서, 충격을 받은 지층에서 발견되는 작은 목탄의 흔적과 꽃가루가 불 탄 흔적 등이다.

이 흔적은 수 천 년에 걸쳐 남미에 기록으로 남아 있는  것 중 가장 거대하다. 시기적으로도 북미와 서유럽지역에서 영거 드라이아스와 관련돼서 발생한 대화재의 시기와 일치한다.

영거 드라이아스 시기 충돌의 흔적이 남아 있는 지역 ⓒ Scientific Reports

영거 드라이아스 시기 충돌의 흔적이 남아 있는 지역 ⓒ Scientific Reports

필라우코 지역의 침전층에서 발굴한 꽃가루와 씨앗에서는 식생의 변화를 보여주는 값진 기록이 남아있다. 특이한 것은 북미지역에서의 변화와는 전혀 다르다. 북미지역에서는 영거 드라이아스 시기에 날씨가 더 추워지고 습기가 많아졌지만, 남미에서는 그 반대 현상이 나타났다. 습기가 많고 추운 환경에서 따듯하고 건조한 환경으로 갑자기 크게 변했다.

케네트 교수는 “마치 시소처럼 지구의 환경벨트가 널뛰기를 했다”고 말했다.

운석 충돌의 영향으로 환경 변화와 동시에 거대한 화재에 의해서 남미 지역에 살던 거대 동물들이 멸종했다. 거대한 지상 나무늘보를 비롯해서 매머드, 칼같은 이빨을 가진 고양이, 코끼리 닮은 곰포데어(gomphothere) 등이다.

필라우코 지역 토양에서 비교적 풍부하게 나타나던 뼈와 사람들이 남긴 장식품 그리고 대형동물과 관련된 균은 충격의 흔적을 간직한 지층에서는 급격히 줄어든다.

지금까지 지구상에서는 영거 드라이아스의 특징을 보여주는 흔적이 수십 곳에서 발견됐다. 그러나 남미 지역의 흔적은 이번이 겨우 2번째에 불과하다. 게다가 가장 가까운 남미 지역 흔적하고는 무려 6000Km나 떨어져 있다.

동시에 북미지역에 남아있는 흔적과 상관관계를 가지고 있는 것을 보면 영거 드라이아스 사건의 여파가 지구에 매우 광범위하게 미쳤음을 보여준다.

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