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Nov 17, 2023

'눈덩이 지구' 기간 동안 생명체는 적도 훨씬 북쪽에서 살아남았을 수도 있습니다.

6억년 전, 행성은 극에서 극으로 얼어붙었습니다.

6억여 년 전, 행성은 모든 바다를 어둡게 만드는 0.5km 두께의 빙상으로 덮여 극에서 극까지 얼어붙었습니다. 눈덩이 지구(Snowball Earth), 즉 이 척박한 시기로 알려진 동안 어떻게 해양 생물이 서식했는지는 오랫동안 미스터리였습니다.

새로운 연구는 지구 빙하가 모든 것을 포괄하는 것은 아니라는 생각을 뒷받침합니다. 고대 암석에서 나온 지구화학적 증거에 따르면 이전에는 이 기간 동안 너무 추워서 생명체가 살 수 없다고 여겨졌던 지역인 북회귀선 북쪽에 외해 지역이 있었을 가능성이 있습니다. 버지니아 폴리테크닉 연구소와 주립 대학의 지구생물학자이자 새 연구의 공동 저자인 슈하이 샤오(Shuhai Xiao)는 "거주 가능 구역이 있습니다"라고 말합니다. 그리고 그것은 "아마도 이전에 생각했던 것보다 더 넓을 것입니다."

그러나 다른 과학자들은 아직 확신하지 못하고 있습니다. 기후 시뮬레이션은 Snowball Earth 기간 동안 얼음이 없는 적도를 만드는 데 어려움을 겪습니다. 눈덩이 지구 가설을 창시한 하버드 대학교 지질학자 폴 호프먼은 열대 지방 밖에 바다가 발견되었을 가능성이 "이것을 삼키기 정말 어렵게 만든다"고 말합니다.

1960년대 이후의 기후 모델은 단순한 피드백 루프에서 행성의 깊은 동결이 어떻게 발생할 수 있는지 보여주었습니다. 기온이 떨어지면 지구의 만년설이 팽창하여 햇빛을 반사하고 더욱 냉각됩니다. 얼음이 위도 약 30°~40°(오늘날 북아프리카와 미국 대륙이 위치한 곳)까지 올라가면 지구 기후는 폭주 동결 주기에 들어가고 결국 몇 백 년 안에 빙하가 지구 전체를 덮게 됩니다.

지질학적 기록은 지구가 그러한 기간을 적어도 두 번 경험했음을 나타냅니다. 가장 최근의 빙하기는 6억 5400만년에서 6억 3500만년 전 사이의 마리노스 빙하기로 알려져 있습니다. 생명은 바다에만 국한되어 있었고 큰 생물은 아직 진화하지 않았지만 화석은 조류와 같은 미세한 진핵생물이 그 사건 전후에 살았음을 보여줍니다. 그러한 유기체는 햇빛과 열린 물이 필요하다고 Xiao는 말합니다. "이 조류가 생존할 수 있는 일종의 피난처를 구상해야 합니다."

이전 연구에서는 폭풍에 의한 해류가 당시 얕은 바다에서 공개적으로 순환했을 수 있다는 사실이 밝혀졌지만, 대부분의 증거는 여전히 모호합니다. 이 기간 동안의 조건을 연구하기 위해 Xiao와 그의 동료들은 중국 남부의 Shennnongjia 국유림에서 발견된 Marinoan 시대의 어두운 셰일의 얇은 층을 조사했습니다. 연구자들은 셰일이 아마도 북위 30°에서 40° 사이의 중위도 지역에 퇴적된 미네랄이 풍부한 바다 진흙에서 유래했다고 믿고 있습니다.

Xiao와 그의 동료들은 셰일이 다양한 조류 화석뿐만 아니라 질소 화합물로 가득 차 있다는 것을 발견했습니다. 두꺼운 빙상은 바다와 대기를 차단하여 산소가 바다로 들어가는 것을 막았을 것입니다. 그러나 질소 화합물은 현대 해양과 유사한 수준으로 발견되었으며, 이는 질소와 산소가 자유롭게 상호 작용할 수 있는 산소가 함유된 물을 암시합니다.

결과는 셰일이 나온 지역이 얼음으로 덮이지 않았을 수도 있고 대신 광합성 유기체가 번성할 수 있는 거주지였을 수도 있음을 나타냅니다. 연구팀은 오늘 Nature Communications에 보고했습니다. 만약 사실이라면 기후 모델러는 시뮬레이션을 조정하고 장기간에 걸쳐 바다를 유지할 수 있는 방법을 찾아야 한다고 Xiao는 말합니다.

이 결과는 빙하기 동안 비슷한 위도의 온화한 조건을 나타내는 다른 연구의 여러 가지 증거와 일치한다고 이번 연구에 참여하지 않은 유타 주립 대학의 지질학자인 캐롤 델러(Carol Dehler)는 말했습니다.

그러나 호프만은 그 화석이 빙하 꼭대기에 있는 작고 얕은 담수 웅덩이에 숨어 있던 미세한 조류에서 나온 것일 가능성이 더 높다고 여전히 믿고 있습니다. 오늘날 그러한 웅덩이는 극지방 빙상에 나타나며 추위에 적응된 미생물의 피난처를 제공합니다.

모든 현대 조류는 담수 종에서 유래했다고 Hoffman은 말합니다. 이는 바다에 있는 조류가 눈덩이 지구 시대에 멸종되었으며 나중에 바다로 돌아가기 위해 다시 진화해야 했음을 시사합니다. "나는 생존이 문제라고 생각하지 않습니다"라고 그는 덧붙입니다. "이 논문도 그것을 해결하지 못합니다."