글/ 적예(笛睿)
【정견뉴스】
고고학자들에 따르면 초기 지구는 산소함량이 아주 적어서 지금과 같은 생물권의 활동을 지탱하기에는 부족했다고 한다. 나중에 산소함량이 급작스레 증가하면서 지금 수준에 도달했고 한번이 아니라 2차례 급증기가 있었다. 8월 2일 네이처 지구과학에 발표된 한 연구결과에 따르면 지구에서 산소농도가 큰 폭으로 상승한 것이 달의 작용과 관련이 있다고 한다.
지금까지 알려진 정보에 따르면 탄생 초기 지구 대기에는 산소가 거의 없었다. 그러다 약 20억 년 전 산소함량이 갑자기 증가해 지금 수준의 백분의 몇 정도에 도달했다. 이후 이런 산소 수준이 약 10억년 이상 일정하게 유지된 후 약 5억년 전부터 또 다시 큰 폭으로 상승했다.
이렇게 지구 산소 함량이 갑작스레 변한 과정을 설명하는 여러 가지 이론이 제시되었다. 이중 다수설은 생물학자들의 주장인데 바로 미생물인 조류의 광합성으로 지구에 대량의 산소를 제공했다는 것이다.
이 이론에 어느 정도 일리가 있는 것은 맞지만 이들 미생물이 최초 산소 급증기 이전에 이미 존재했다면 왜 나중 10억 년간 지구상의 산소농도가 점차적으로 증가하지 않았는지 설명하기에는 부족하다.
때문에 여러 학자들이 이를 보완하는 다른 이론을 제출했다. 가령 화산 폭발로 생긴 기체가 대량의 산소를 흡수하면서 산소를 소모했기 때문에 산소함량이 지속적으로 증가하지 못하게 했다거나 또는 당시 환경에서는 영양이 부족해서 산소를 가장 많이 제조한 미생물인 남조류가 대량으로 번식할 수 없었다는 주장이다.
이번에 발표된 새 연구에서는 지구상의 산소변화는 지구의 자전시간이 늘어난 것과 관련이 있다고 본다. 즉, 지구 자전시간의 변화와 산소함량이 변화한 사건이 시기적으로 일치하기 때문에 우연으로 치부하기는 어렵기 때문이다.
지구 자전 시간 관해 과학자들은 지금까지 아주 큰 변화가 있었다고 한다. 지구가 처음 탄생했을 때는 6시간마다 한 번씩 자전했지만 나중에 해양이 생겨나고 달이 출현하면서 조석(潮汐)의 힘이 지구자전에 대한 마찰력을 증가시켰다. 때문에 지구 자전 주기도 점차 조정되어 지금처럼 24시간이 되었다.
하지만 이런 시간 조정 과정이 균등하게 일어난 게 아니다. 많은 사람들이 인정하는 한 가지 이론에 따르면 조석은 해양조석과 대기조석 두 가지로 나눌 수 있는데 둘은 서로 저촉하는 작용을 일으킨다. 즉 두 조석력의 상호 견제 때문에 지구 자전주기가 무려 10억년 동안 21시간 수준에 유지하게 했다는 것이다. 이 연구에 따르면 왜 지구의 산소함량이 2차례에 걸쳐 급증했으며 또 그 사이에 무려 10억년이 넘는 중간 단계가 있었는지 잘 설명해준다.
이번 연구를 주관한 독일 라이프니츠 해양연구센터의 생태학자 아르준 천누(Arjun Chennu)에 따르면 지구 자전주기의 변화가 일조시간을 연장했고 결과적으로 남조류의 산소 제조능력을 촉진시켰다고 한다.
그는 지구 자전주기가 빠를 때는 남조류의 산소생산능력이 최고조에 달하기도 전에 이미 저녁이 되어 충분한 산소가 생산될 수 없었다고 한다. 나중에 지구 자전 속도가 느려지면서 일조시간이 늘어나게 되었고 남조류의 산소생산능력을 지금처럼 크게 촉진시켰다는 것이다.
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/269584