에베레스트산 4개 크기의 소행성이 지구와 부딪친다면…[사이언스 브런치]

32억 6000만년 전 에베레스트산 4개 크기의 천체가 지구와 충돌하면서 생명의 진화를 촉발시켰다는 연구 결과가 나왔다. 미국 항공우주국(NASA) 제공

수십억 년 전, 지구에 생명체가 등장하기 훨씬 이전에는 소행성이나 운석, 혜성 같은 천체가 자주 충돌했다. 중생대 백악기 말 지구를 지배하고 있던 공룡들이 순식간에 사라진 것도 지름 10㎞ 정도의 소행성 충돌 때문이라는 것이 정설이다. 그런데 최근 약 32억 6000만년 전 현재 에베레스트산 4개 크기의 소행성이 지구와 충돌하면서 지구 환경을 획기적으로 바꿨다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다.

미국 하버드대 지구·행성과학과, 스탠퍼드대 지구·행성과학과, 해양학과, 스위스 취리히 연방 공과대(ETH) 지구과학과 공동 연구팀은 32억 6000만년 전 ‘S2’라는 천체가 단세포 박테리아와 고세균만 존재했던 지구와 충돌하면서 생명의 진화를 촉발했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 10월 22일 자에 실렸다.

연구팀은 에베레스트산 네 개 크기의 운석이 날아들어 지금까지 가장 큰 지상 운석 충돌 지역으로 알려진 남아프리카 바버튼 녹암지대(Barber ton Greenstone Belt)에서 ㎝ 간격으로 암석 표본을 수집한 다음, 퇴적학, 지구화학, 탄소 동위원소 조성을 분석했다. 실제로 S2 충돌은 공룡을 멸종시킨 소행성보다 최대 200배 더 크고, 초속 20㎞로 날아와 지구와 충돌하면서 엄청난 양의 에너지를 방출하고 수천 m 높이의 쓰나미를 유발했으며 지구 전체에 규모 10.8 지진을 일으킨 것으로 알려져 있다. 충돌로 인한 열은 해수면을 끓어오르게 했고, 대기 역시 뜨겁게 가열됐으며, 두꺼운 먼지구름이 발생해 광합성을 중단시킨 것이라고 과학자들은 본다.

분석 결과, 충돌 이후 박테리아는 빠르게 살아났고, 인(P), 철(Fe) 성분을 먹고 사는 단세포 유기체의 개체수가 급증한 것으로 확인됐다. 철 성분은 쓰나미 현상으로 깊은 바다에서 얕은 물로 휩쓸려 올라왔고, 인은 우주 천체에서 직접 전달됐으며 육지에서 풍화와 침식 증가로 공급된 것으로 분석됐다. 연구팀에 따르면 철 대사 박테리아는 짧은 기간이었지만 충돌 직후 번성했는데, 지구 초기 생명 번성을 알려주는 중요한 퍼즐 조각이다.

S2 충돌로 일어난 현상들 - 미국 하버드대 제공

연구를 이끈 나드야 드라본 하버드대 교수(고지구생태학)는 “바버튼 녹암지대에는 S2를 포함해 최소 8개의 천체 충돌 사건에 대한 증거가 있다”라며 “S2를 비롯한 운석 충돌은 대멸종을 일으키지만, 또 다른 측면에서 본다면 생명에 대한 긍정적 측면을 갖고 있다”라고 말했다. 드라본 교수는 “천체 충돌은 최초의 바다 등장, 대륙의 등장, 판 구조, 생명 진화를 가속한 것으로 보인다”라며 “초기 생명체에 운석의 충돌이 생명이 번성할 수 있게 했을 것”이라고 덧붙였다.

유용하 과학전문기자