지구 생물체 대멸종, 다시 닥칠까?

지구의 나이는 약 46억 년이다. 지구상에 최초의 생물체는 약 40억 년 전에 태어났으며 박테리아이다. 지구의 나이 46억 년 동안 약 40억 종의 생물체가 지구상에 태어나 지질학적인 시간으로 잠시 살다가 기후변화나 환경변화에 의해서 영원히 사라져야만 하는 운명을 맞이해야 했다.

현재 지구상에는 약 2백만 종의 생물체가 우리와 함께 숨쉬고 있다. 하지만 곤충을 포함하면 약 3 천만 종으로 추정된다. 지구 탄생이후로 지구상에 많은 대 멸종이 일어났다. 여기서 대멸종이라 함은 지구상에 사는 생물체 종의 50 % 이상이 없어지는 현상을 말한다.

그러면 과거에 대멸종을 일으켰던 원인들은 무엇이 있을까. 수많은 학설이 있지만 대표적인 예가 질병, 탄산염 보상심도의 급격한 상승, 광범위한 화산활동, 산성비, 대기 및 해양의 화학적인 변화, 급격한 기후변화, 해수의 순환변화, 판구조론에 의해서 야기되는 변화, 지자기변화, 미량원소에 의한 독성, 운석이나 혜성의 충돌에 의해서 야기되는 현상 등이 그 대표적인 예이다. 하지만 이러한 예들은 인간이 지구상에 출현하기 이전에 지구상에 일어나서 생태계를 파괴 시켰던 일들이기 때문에 우리는 과거의 기록에서 증거를 찾을 수밖에 없다.

중생대와 신생대의 경계인 약 6천 6백 만 년 전에 일어났던 지구상의 대멸종에 대해서 이야기 하고자한다. 이때는 생물체의 약 75 %가 멸종했다. (참고로 고생대와 중생대의 경계인 약 2억 5천만 년 전에는 지구상의 생물체의 약 98 %가 지구상에서 영원히 사라지는 운명을 맞이했다). 6천 6백만 년 전은 우리에게 잘 알려진 공룡의 멸종시기에 해당된다.

공룡은 중생대 즉 약 2억 5천만 년 전에 지구상에 나타나 6천 6백 만 년 전에 멸종한 동물이다. 공룡이 살던 중생대의 환경은 어떠했을까 ? 한마디로 "쥐라기공원" 의 영화에서처럼 덥고 축축하고 나무가 많은 하지만 꽃을 피우는 식물이 아직 지구상에 나타나지 않은 그런 환경이다. 대기 중의 이산화탄소의 함량은 1000-2000 ppmv 정도였다. 물론 지구상에 빙하는 존재하지 않았다. 대기의 평균온도는 지금보다 적어도 약 20 ℃ 정도 높았으며 해양의 평균온도 또한 현재보다 약 15 ℃ 정도 높은 현재와는 전혀 다른 모습의 전형적인 온실상태의 지구였다.

그러면 본론으로 돌아가서 약 75 % 의 생물체(공룡포함)를 멸종시킨 원인이 무엇인가?

많은 학설이 있지만 지구내부의 메커니즘 즉 화산활동과 외계의 영향(운석 혹은 혜성의 지구충돌)에 의한 생물체의 멸종설을 가지고 지금도 학계에서 열심히 토의되고 있으며 멸종의 원인에 대한 합의점에는 도달하지 못하고 있다. 외계설에 의하면 직경 약 10 km 의 운석이 6천 6백만 년 전에 지구에 충돌했다는 것이다.

멸종의 원인에 대한 시나리오는 다음과 같다. 화산설에 의하면 6천 6백 만 년 전에 지구상에 광범위한 화산활동이 일어나 화산재가 대기 중에 올라가 지구의 온도가 내려가고 산성비가 지구상에 내려 생물체를 멸종시켰다는 것이다. 외계설(운석/혜성의 지구 충돌)에 의하면 운석/혜성의 지구 충돌시 지구상에는 직경 약 150 km 정도의 운석구덩이가 형성되며 이때 생긴 먼지가 대기를 덮어 약 3 개월간은 태양 빛이 지구상에 도달하지 못한 암흑의 상태가 되며 대기의 온도는 영하 약 60 ℃ 정도가 지속된다고 했다. 대기 중에 날아간 먼지가 완전히 지구에 떨어지는 데는 약 20 년 이상 걸리며 지구는 차가운 상태라 했다. 이러한 급작스런 기후변화에 의해서 지구상의 생물체가 멸종했다는 것이다. 만약 혜성이 떨어 졌다면 청산가리비(cyanide rain) 또한 생물체의 멸종을 초래했다는 시나리오이다.

학계에서는 동일한 증거를 가지고 화산설과 운석설로 대립되어 논쟁이 계속되고 있다. 하지만 운석설이 약간 지배적인 이유는 화산폭발은 지구의 반 정도의 환경에 영향을 미칠 수 있으나 외계설은 전 지구에 영향을 미친다는 것이다. 약 75 % 의 생물체의 멸종을 초래하려면 전 지구에 미치는 그 어떤 사건이어야 한다고 한다. 이유야 무엇이던 6천 6백 만 년 전에 지구상에 대 멸종이 일어났고 새로운 종이 출현했다는 것이다.

참고로 직경 약 10 km 의 운석이 지구에 충돌했을 때 약 4 x 1030 erg 의 충격에너지가 발생하는데 이는 약 8억 개(일본 히로시마의 원폭과 비교했을 경우)의 원폭에 해당되는 충격에너지이다.

6천 6백 만 년 전에 지구에 떨어진 운석을 네메시스(복수의 여신)라 이름 짓고 지금도 애리조나의 검붉은 토양 위에 설치된 천문대에서는 다음에 떨어질 복수의 여신을 관찰하고 있다. 학자들의 연구에 의하면 거대한 운석은 2천 6백 만년 주기로 지구상에 떨어진다고 하며 이게 사실이라면 약 1200 만년 정도 남았다.

공룡의 죽음에 대해서 풀리지 않은 문제는 지구상에 운석충돌의 횟수이다. 즉 운석이 하나 떨어졌느냐 아니면 여러 개의 운석이 떨어 졌느냐 하는 것이다. 물론 멸종의 원인이 화산작용인지, 운석설인지 시원한 대답은 없다. 멸종의 형태 또한 급격히(즉 짧은 시간에)일어 났는지 아니면 서서히 일어났는지도 모른다. 이유는 연대측정법의 오차 때문이다. 화산설에 의하면 멸종이 서서히(50 만년)일어 났으며 운석설은 급격히(200년 이하)일어 났다는 것이다. 심지어 몇 년 전에 보도된 미국의 CNN 뉴스에서는 멸종되는데 1초 걸렸다고 보도 한 적도 있다. 운석이 어디에 떨어졌으며 왜 75 % 는 멸종하고 나머지 25 %는 살아남았는지도 충분히 설명되고 있지 않다.

우리는 이러한 사건을 통하여 핵겨울(nuclear winter)의 모습을 연상할 수 있으며 생물의 진화나, 화산이던 운석이든 이들이 기후 및 환경에 미친 영향을 이해할 수 있다. 운석설은 또한 생명의 진화에 중요한 정보를 제공한다. 생명의 탄생은 1950년대에는 무기물에서 유기물이 형성된다 하여 노벨상을 받았다. 그 후 2차 세계대전이후 심해저의 조사결과 화산활동이 일어나는 주변에 많은 새로운 신종의 생물들이 서식함을 발견하고 생명의 기원이 심해저 이었다고 했다. 그 이후 1980년에 외계설(운석설)이 발표된 이후 생명의 기원은 외계였다. 즉 운석 속에 아미노산이 포함되어 있으며 아미노산이 모여 단백질을 형성하여 생명체가 탄생되었다는 것이다. 이게 사실이라면 생명의 기본인 DNA 와 RNA 는 외계에서 온 것이다.

분명한 사실은 지구상에 대 멸종이 여러 번 일어났다는 사실이며 앞으로 일어날 것이라는 사실은 분명하다. 문제는 언제 일어나느냐 이다. 현재 지구상에 동물 9종과 식물 1종이 매일 지구상에서 영원히 사라지고 있다. 이러한 멸종이 먹이사슬의 균형을 깨어 생태계의 안정성에 영향을 줄 것이다.

6천 6백 만 년 전의 운석충돌이 지구상의 대멸종을 초래했다면 21세기에 서서히 소리 없이 다가오는 온실기체 또한 다른 모습의 네메시스(복수의 여신)가 아니길 바란다. 우리가 소위 말하는 불후의 명작(masterpiece), 예를 들어 엘리엇, 셰익스피어의 작품들, 혹은 우리의 가슴을 두드리는 베토벤의 운명 교향곡 등도 지구상에서 언젠가는 영원히 사라진다.

덧붙이는 글 | 신임철 기자는 현재 기상청에서 연구관으로 근무하고 있습니다.

덧붙이는 글 신임철 기자는 현재 기상청에서 연구관으로 근무하고 있습니다.

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