최근 과학자들은 깊은 바닷속 침전물에서 흥미로운 증거를 획득했다.

4억 6600만 년 전 거대한 소행성이 충돌해 그 잔해와 먼지가 지구를 뒤덮었다는 것을 말해주는 것들이었다.

그 결과 지구의 기온이 크게 내려가 빙하시대가 시작되고 그동안 따뜻한 기온에서 번성했던 동물들이 대부분 멸종하고, 추위에 견딜 수 있는 종의 새로운 동물들이 번성하기 시작했다는 주장을 뒷받침하고 있다.

우주먼지가 지구 상공 뒤덮어  

13일 ‘가디언’ 지에 따르면 이런 사실을 발견한 사람은 스웨덴 룬드대학교의 지질학자들이다.

연구를 이끈 버거 슈미츠(Birger Schmitz) 교수는 “4억 6600만 년 전에 거대한 소행성 충돌이 일어나 지구를 뒤덮었는데 그 규모가 엄청났다.”고 말했다.

6천 7백만 년 전 충돌해 공룡을 멸종시킨 운석보다 약 3000배 큰 소행성이 화성 궤도 바깥쪽에서 충돌했으며, 그 잔해들이 태양계를 뒤덮었으며, 태양빛을 차단해 생물이 살고 있던 지구에 큰 영향을 미쳤다는 것.

기온 저하로 인해 수많은 동물들이 멸종했으며, 추위에 견딜 수 있는 새로운 생물들이 등장해 생태계의 근본적인 변화를 일으키는 원인이 됐다고 설명했다.

운석 대충돌이 있다고 보는 시기는 오르도비스기(Ordovician Period)다.

고생대 중기에 해당하는 시기로 4억 8540만 년 전부터 실루리아기가 시작된 4억 4380만 년 전까지 약 4100만여 년 간을 말한다.

논문은 최근 국제학술지 ‘사이언스 어드밴스’에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Dust from asteroid breakup veiled and cooled Earth’이다.

연구팀은 논문을 통해 “최근 지구 온난화로 기후변화를 연구하고 있는 과학자들(geoengineers)이 다양한 방식으로 지구 기온을 낮춰 기상이변을 막는 방안을 다각적으로 모색하고 있다.”고 밝혔다.

아울러 논문은 “그중의 하나는 인공 먼지를 일으켜, 지구 외곽에서 태양빛을 차단하는 방식인데, 이번 해저 침전물 분석 결과 고생대 오르도비스기에 실제로 그런 일이 일어났다는 증거가 발견됐다.”고 말했다.

논문은 “이 연구 결과를 참조할 경우 우주먼지가 지구를 어떻게 뒤엎었으며, 기온 저하에 어떤 영향을 미쳤는지 그 단서를 발견할 수 있을 것”이라고 말했다.

빙하 생성되고, 지구 생태계 급변 

슈미츠 교수 연구팀은 해저침전물 분석 동위원소 분석 기법을 활용했다.

망간(Mn), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 철(Fe), 구리(Cu), 헬륨(He), 아르곤(Ar) 등의 동위원소는 지구 시스템의 연령과 기원을 연구할 수 있는 강력한 소재가 되고 있다.

연구팀은 “침전물 속에 포함된 동위원소에서 방사선이 어떻게 감소했는지 분석해 4억 6600만 년 전 지구 기온이 어떻게 내려갔으며, 빙하시대로 이어졌는지 추적해나갈 수 있었다.”고 밝혔다.

기온 강하는 극지방을 중심으로 한 빙원(ice caps)을 확장시켰으며, 이로 인해 해수면이 내려가고, 곳곳에 고립된 천해(shallow seas)가 생성돼 새로운 종의 생물이 서식할 수 있는 터전이 됐다고 설명했다.

그동안 과학자들은 고생대 오르도비스기에 빙하시대가 도래했으며, 이로 인해 바다 환경이 변했고, 생물종의 다양성에 큰 변화가 있었다고 보고 있었다.

최초의 산호(coral reefs)와 촉수가 있는 포식동물 앵무조개(nautiloids)가 등장한 것도 이때이다. 고생물학자들은 이 시기를 ‘GOBE(Ordovician biodiversification event)’라 부르고 있었다.

그러나 과학자들은 이 시기에 어째서 이런 일이 발생했는지 그 원인을 놓고 논란을 벌이고 있었다.

이런 분위기 속에서 슈미츠 교수 연구팀이 해저에 가라앉은 침전물 연구를 통해 과거 거대한 소행성 충돌이 있었고 우주진운으로 인해 지구 기온이 급강하했다는 연구 결과를 발표했다.

슈미츠 교수는 “지금 바닷속에 가라앉아 있는 침전물 속에 헬륨3 동위원소가 풍부하게 포함돼 있으며, 중성자 분석을 통해 오랜 기간 동안 이 침전물이 어떤 과정을 겪어왔는지 그 실마리를 추적할 수 있었다.”고 말했다.

이 논문이 발표되면서 많은 과학자들이 논란을 벌이고 있는 중이다.

갠터키 대학의 레베카 프리맨(Rebecca Freeman) 교수는 “동위원소 분석만으로 GOBE의 원인을 단정 지을 수 없다.”며, “고생대 오르도비스기에 빙하시대가 발생한 데 대해 더 많은 논의가 있어야 한다.”고 주장했다.

그러나 슈미츠 교수팀의 연구가 그동안 의문에 싸여 있던 기온 저하의 원인을 처음 제시했으며, 그 증거가 바닷속에 다수 침전돼 있다는 점에서 지구 역사는 물론 고생물학 전반에 큰 영향을 미칠 전망이다.