약 1만2천900년 전 지구가 갑작스럽게 추워진 '영거 드라이아스기(Younger Dryas)'의 원인이 소행성이나 혜성 충돌이 아니라 연쇄적으로 발생한 대규모 화산 분출일 가능성이 크다는 연구 결과가 나왔다.

미국 텍사스 A&M 대학 루시앙 나나 요보 교수팀은 30일 과학 저널 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에서 북아메리카의 연속적인 퇴적 기록을 분석, 연쇄적인 대규모 화산 분출이 영거 드라이아스기를 촉발했음을 시사하는 증거를 발견했다고 밝혔다.

영거 드라이아스기는 약 1만2천900년 전부터 1만1천700년 전까지 이어진 급격한 한랭화 시기로, 마지막 빙기를 벗어나던 지구가 다시 거의 빙하기 수준으로 돌아간 사건이다. 당시 기후가 급변하면서 생태계에 큰 변화가 나타나고 일부 종의 멸종이 잇따른 것으로 알려져 있다.

연구팀은 그동안 학계에서는 영거 드라이아스기의 급격한 냉각이 소행성이나 혜성 충돌에 의해 촉발됐다는 외계 충돌 가설이 제기돼 왔지만 최근에는 화산 활동이 원인일 수 있다는 대안 가설을 뒷받침하는 증거가 점점 늘어나고 있다고 지적했다.

연구팀은 이 연구에서 플로리다주와 텍사스주 3개 지점에 있는 시간적으로 끊이지 않는 연속적인 퇴적층에서 시료를 채취, 오스뮴(Os) 동위원소와 고친철성 원소(HSE)의 비율을 정밀 분석하는 방법으로 영거 드라이아스기 전후 변화를 비교했다.

그 결과 퇴적물의 화학적 조성이 화산 에어로졸 퇴적에서 나타나는 패턴과 가장 유사한 것으로 확인됐다. 특히 영거 드라이아스기 시작 시점에는 비방사성 오스뮴 신호가 나타나고, 오스뮴과 레늄(Re) 농도도 함께 증가한 것으로 분석됐다.

오스뮴과 레늄 같은 고친철성 원소(HSE)는 운석 같은 외계 기원 물질과 화산 등 지구 내부에서 기원한 물질에서 서로 다른 패턴을 보인다.

또 이 데이터를 남극과 그린란드 빙핵 기록과 비교한 결과 이런 변화는 약 1만2천980년 전에서 1만2천870년 사이에 발생한 일련의 대규모 화산 분출 시기와 일치하는 것으로 나타났다.

연구팀은 당시 화산 분출은 남극과 북극을 포함한 양쪽 반구에서 거의 동시에 일어난 '대규모 연쇄 분출'이었다며 이때 대기 중에 방출된 화산재와 미세입자(에어로졸)는 햇빛을 차단해 지구를 냉각시키는 효과를 냈다고 설명했다.

이어 이런 강한 냉각 효과는 바닷물 흐름에도 영향을 줘 북대서양을 중심으로 열을 이동시키는 거대한 해류 순환 체계인 '대서양 자오선 역전 순환'(AMOC)이 약해지거나 흐트러지면서 북반구 기온이 빠르게 떨어졌을 것으로 추정했다.

연구팀은 이 연구는 여러 지역의 퇴적층과 빙하 코어 등 다양한 자료에서 공통된 증거가 확인된 만큼, 영거 드라이아스기의 시작 원인을 설명하는 신뢰도 높은 근거를 제시한다고 밝혔다.

특히 이 결과는 그동안 제기돼 온 '외계 물체 충돌' 대신 '대규모 화산 활동'이 기후 급변의 원인이었을 가능성을 뒷받침한다며 과거 지구 기후가 왜 갑자기 변했는지를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다고 덧붙였다.

◆ 출처 : Science Advances, Lucien Nana Yobo et al., 'Volcanic forcing of global climate cooling at the Younger Dryas onset preserved in North American sediments', https://doi.org/10.1126/sciadv.aec9030