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[열린세상] 볼링공에 부딪친 좁쌀, 대멸종의 주범/조현욱 과학과 소통 대표

수정: 2021.04.07 01:46

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▲ 조현욱 과학과 소통 대표

지난 5억년 동안 지구 생태계는 다섯 차례의 대멸종을 겪었다. 가장 최근의 사건은 중생대 백악기 말에 공룡을 포함해 생물종 75% 이상이 사라진 것이다. 원인으로는 소행성 충돌이 가장 유력하다. 6600만년 전 지름 12㎞가량의 바윗덩어리가 지구와 초속 18㎞로 충돌한 것으로 확인됐기 때문이다.

여기에는 경쟁 이론이 있다. 대멸종을 전후해 수십만 년 동안 거대 화산이 지속적으로 분출했기 때문이다. 여기서 방출된 온실가스와 황화물이 이미 기후변화와 멸종을 일으키고 있었으며, 대충돌은 촉진제 역할을 했다는 주장이다. 문제의 화산은 인도 서부에 두께 2㎞, 넓이 50만㎢에 이르는 용암 지대를 남겼다.

결론부터 말하자면 화산의 역할은 미미했다. 지난 6일 미국 뉴욕시립대 연구팀이 미국국립과학원 회보에 발표한 논문을 보자. 우선 대멸종 시기 이전 수십만 년에 걸쳐 지구온난화가 진행됐다는 사실은 최근 확인됐다. 문제는 데칸 화산에서 대멸종을 유발할 정도로 많은 온실가스가 분출됐는가의 여부였다.

연구팀은 지하에 응결된 마그마 방울에 포함돼 있는 이산화탄소의 양을 분석했다. 그 결과 문제의 화산은 분출 초기에 지구 기온을 섭씨 3도 정도 높일 수 있는 것으로 나타났다. 하지만 대멸종 즈음에는 온난화에 그다지 기여하지 않은 것으로 드러났다. 지난해 1월 미국 예일대 연구팀이 사이언스에 발표한 논문도 비슷한 내용이다. 해양생물 화석을 분석한 결과 화산 활동은 점진적으로 지구 온도를 섭씨 2도 정도 높였다. 하지만 대멸종을 일으키지는 않았다. 많은 종이 좀더 시원한 극지방 쪽으로 이동했다가 대충돌 이전에 원래 자리로 돌아온 것이다. 화산 원인설은 힘을 잃었다.

남은 것은 충돌설뿐이다. 하지만 지구의 지름은 1만 2700㎞에 이른다. 지구가 볼링공이라면 소행성은 좁쌀보다 작았다. 이것이 대사건을 일으킨 배경은 따로 있다. 하필이면 지구상에서 최악의 지점에 충돌한 것이다. 지금의 멕시코만, 유카탄반도를 포함하는 얕은 바다였다. 이곳의 기반암이 유황을 대량 포함한 광물인 석고였다는 게 문제다. 게다가 충돌 각도까지 가장 많은 양의 지각을 증발시킬 수 있는 60도였던 것으로 확인됐다. 그 결과 깊이 30킬로미터, 폭 100킬로미터에 이르는 거대한 충돌구가 생겼다(이곳은 계속 무너져 내려 현재는 폭 200킬로미터, 깊이 수 킬로미터가 됐다).

그곳에 있던 석고는 고압과 고열에 의해 증발해 버렸다. 에어로졸로 변한 황화물은 수증기와 합쳐져 햇빛을 차단했다. 지구 기후 모델에 따르면 1000억t의 황이 대기에 뿌려지면 15년 이상 평균 기온이 섭씨 26도 내려간다. 대부분 지역이 영하로 떨어진다는 뜻이다. 그런데 보수적으로 잡아도 3250억t이 흩뿌려진 것이다.

2019년 9월 미국국립과학원 회보에 실린 논문에 따르면 그렇다. 햇빛이 50%가량 차단되자 광합성을 하는 식물과 플랑크톤이 죽었다. 탄수화물을 기반으로 하는 먹이사슬 전체가 붕괴했다. 몸무게 25㎏이 넘는 육지의 네 발 동물은 모두 사라졌다. 공룡은 새를 제외하고는 멸종했다. 이렇게 비어 버린 생태적 지위는 살아남은 동식물이 번성해 모두 메웠다. 대멸종 직후인 신생대 제3기 전반에 특히 포유류가 번성했다. 공룡 시대에 10여종에 불과했던 것이 말과 고래, 박쥐와 영장류로 진화한 것이다. 만일 소행성이 태평양이나 대서양의 깊은 바다에 충돌했다면 어떻게 됐을까. 지구의 자전 속도는 초속 465m, 공전 속도는 초속 30㎞다. 소행성이 몇 분만 더 이르거나 늦게 충돌했다면 1억 3000만년 이상 육상을 지배하던 공룡이 멸종하는 일은 없었을 것이다.

지구에 생명이 탄생한 것은 대략 40억년 전쯤이다. 당시와 동일한 환경을 재현해 놓고 40억년이 지나면 지금과 같은 생태계가 만들어질 수 있을까. 진화생물학자들에 따르면 그럴 가능성은 0에 가깝다고 한다. 사람을 뜻하는 호모 속(屬)이 출현한 것은 약 250만년 전, 사피엔스 종이 진화해 최상위 포식자가 된 것은 약 30만년 전이다. 인류가 생태계 최정상을 차지한 것은 어느 모로 보아도 우연에 불과하다. 기후 재앙이나 여섯 번째 대멸종을 일으킬 자격은 특히 없다.

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