지구 25억년 전 시생누대 후기 소행성 충돌 잦아 산소 집적 지연

유리입자 지층 기록 토대.."소행성 충돌 기존 추정치 10배"

시생누대 지구 상상도 (서울=연합뉴스) 시생누대 지구에 산소가 희박했던 대기를 뚫고 소행성이 떨어지는 장면을 묘사했다. 2021.10.25. [SwRI/Dan Durda, Simone Marchi 제공/ 재판매 및 DB 금지] photo@yna.co.kr

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 약 35억~25억년 전 시생누대 후기 지구에는 지금까지 추정하던 것보다 훨씬 더 많은 소행성이 떨어졌으며 이 때문에 생명체 출현에 필요한 대기 중 산소 집적도 늦어진 것으로 나타났다.

미국 '사우스웨스트연구소'(SwRI)에 따르면 SwRI 시몬느 마르키 박사가 이끄는 연구팀은 지층에 남아있는 시생누대 후기의 소행성 충돌 기록과 대기에 미치는 영향을 모델링해 얻은 결과를 과학 저널 네이처 '지구과학'(Nature Geoscience)에 발표했다.

지름 10㎞ 이상의 대형 소행성이 지구와 충돌하면 엄청난 에너지로 인해 지각의 암석이 녹아 하늘로 증발했다가 응축하면서 모래 알갱이 굵기의 유리 입자가 돼 떨어진다. 이를 이른바 '충돌 소구체'(impact spherule)라고 하는데, 얇은 지층을 형성한다. 이런 지층 기록은 불완전하고 불확실성이 남아있지만 많을수록 소행성 충돌이 많았다는 점을 나타낸다.

연구팀이 최근 코어 시추 등을 통해 잇따라 발견된 시생누대 후기의 충돌 소구체 지층 기록을 반영한 결과, 현재의 충돌 모델이 대형 충돌 발생 빈도를 과소평가하고 있으며 지금까지 여겨지던 것보다 최대 10배까지 많았을 수 있다고 밝혔다.

호주서 발굴된 26억년 전 충돌소구체 층 암석 [ UCLA/Scott Hassler and Oberlin/Bruce Simonson 제공/ 재판매 및 DB 금지] photo@yna.co.kr

연구팀은 특히 대형 소행성 충돌이 지구에 가한 충격이 조류의 광합성 활동으로 대기에 조금씩 집적되던 산소를 소진해 지구 대기의 산소화를 늦춘 것으로 분석했다.

논문 공동 저자인 스탠퍼드대학 지질학 조교수 로라 섀퍼 박사는 "시생누대 말기에 10㎞가 넘는 천체의 충돌은 대기 중 낮은 수치의 산소를 완전히 없애는데 충분한 활성 가스를 만들었을 것"이라면서 "이는 25억년 전 무렵에 산소가 일시적으로 급증하다 사라진 증거와 일치하는데, 소행성 충돌이 원인인 것으로 보고있다"고 했다.

연구팀은 호주 비(Bee)협곡, 데일스 협곡 등지의 충돌 소구체 지층 기록과도 일치한다고 했다.

연구팀은 시생누대 후기에 대형 소행성 충돌이 잦아들면서 24억년 전 쯤 대기의 산소가 급증하는 '대산화사건'(GOE·Great Oxidation Event)으로 이어진 것으로 설명했다.

마르키 박사는 "GOE 전 오래기간에 걸쳐 소행성 충돌이 산소 수치를 낮췄으며, 시간이 흐르면서 소행성 충돌이 점차 줄어들고, 크기도 GOE 이후 대기 중 산소 수치를 바꾸기에는 충분치 않아 지구가 현재와 같은 상태가 되는 길로 들어섰다"고 했다.

eomns@yna.co.kr

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