“ 과학자들은 눈덩어리 빙하기가 시작되는 25억 년 전쯤에 대기에 무슨 일이 일어났는지 추적한 결과, 당시 대기 중 산소 농도가 급격하게 증가했다는 사실에 주목했다. 이 변화로 그 이전 대기권에서 볼 수 없었던 오존층이 성층권에 형성될 정도였으니 말이다.
그렇다면 당시 산소 농도가 어떻게 급작스럽게 증가했는지 알아보자. 아주 오래전 지질학적 나이로 45억 년 전에서 25억 년 전까지 적어도 20억 년 동안 지구에는 산소가 없었다. 25억 년 이전에는 황화수소(H₂S)를 수소와 황으로 분해하는 황화 박테리아가 존재했다. 25억 년 전 어느 시점에 물에서 수소를 추출할 수 있는 시아노박테리아cyanobacteria라는 고마운 생명체의 탄생이 지구에 생겨난 산소 기체의 출발점으로 보고 있다. 이 생명체가 탄생하기 전에는 황화 박테리아가 유황성 광합성을 통해 황화수소에서 수소를 만들었다. 약 40억 년 전 지구에는 원시 대기가 형성되면서 메탄, 암모니아, 황화수소로 채워져 있었다. 원시 생명체는 풍부한 대기 성분을 토대로 살아야 한다. 하지만 지구가 물바다 행성으로 바뀌면서 생명체는 새로운 도약의 발판을 마련하게 된다. 생명체가 대기에서 수소를 만들기보다 너무나도 풍부해진 물에서 수소를 추출하려고 시도한 것이다. 이에 대한 결과물이 시아노박테리아의 출현이다.
사실 이 생명체의 출현이 혹독한 지구 행성의 대기에 중요한 것은 이들이 물에서 수소를 만들기 때문이라기보다는 이들이 광합성을 하는 과정에서 만들어내는 부산물 때문이다. 그 부산물이 바로 산소라는 기체다. 최근의 연구로 이 생명체는 약 37억 년 전부터 지구에 출현하여 차츰 번성을 거듭해 바다를 지배하기 시작했다. 이렇게 시아노박테리아가 광합성을 하면서 부산물로 만들어진 엄청난 양의 산소는 바다를 넘어 대기로 공급되었을 것이다. 이렇게 대기에 산소의 농도가 급격하게 늘어난 사건과 눈덩어리 지구 사건의 시작은 어디까지나 추측이지만 갑자기 급격하게 늘어난 대기 산소가 따뜻한 기후를 유지하도록 이어주는 온실가스의 급격한 산화(온실가스 제거, 즉 메탄 제거)로 이어져 빙하기를 이끌었다고 볼 수 있다. 극지방부터 얼기 시작한 지구는 얼음이 많아지면서 태양빛을 더 많이 반사해(알베도 증가0 지구가 어는 것이 급격하게 진행되었을 것이다. 열대 지역과 대양에서 얼음이 확장하면서, 얼음의 알베도는 계속 높아지고 얼음으로 덮인 지역은 더욱 안정화되어 지구는 거의 눈덩어리 상태에 도달할 것이다. 참고로 액체인 물의 알베도는 0.1, 육지는 0.3, 얼음은 0.45~0.65, 신선한 눈은 약 0.9다. 알베도가 높을수록 햇빛의 반사가 커진다. ”
『극지과학자가 들려주는 눈덩어리 지구 이야기 - 적도까지 얼음으로 덮인 적이 있다고?』 PP.78~81, 유규철.이용일 지음
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