500년 사는 조개와 기후변화

[siegfried]

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잘려진 나무줄기를 보면 동심원 모양의 나이테가 있다. 이 나이테로 나무의 나이를 가늠할 수 있다. 나이테는 계절에 따라 자라는 속도가 달라서 생긴 흔적이다.

물고기 귀 속에 있는 탄산칼슘 성분의 단단한 이석을 보면 물고기의 나이를 알 수 있다. 이석의 단면을 현미경으로 보면 나이테처럼 성장의 흔적이 있기 때문이다. 마찬가지로 조개껍데기에 새겨진 성장 줄무늬로 조개 나이를 추정할 수 있다.

북대서양 대합 © Hans Hillewaert 위키피디아

500년 이상 사는 북대서양 대합

미국 아이오와주립대학교 과학자들이 수천 개의 조개껍데기를 조사하여 지난 1000년 동안의 해양 환경과 기후 변화 기록을 밝혔다고 2016년 12월 6일자 ‘사이언스 데일리’가 보도하였다.

연구팀은 아이슬란드 북부 피오르드 앞 북대서양 수심 80미터에서 북대서양대합(Arctica islandica)을 채집했다. 일부는 살아있었고, 일부는 죽은 조개껍데기였다. 이 조개는 북대서양 찬 바닷물에서 산다. 최장 500년 이상 사는 조개답게 껍데기에는 연륜을 나타내는 잔주름이 아주 많다. 북대서양대합은 장수 동물 가운데 하나로 507년까지 산 기록이 있다.

조개껍데기에는 살아온 오랜 세월의 환경이 고스란히 기록되어있다. 연구팀은 조개껍데기를 잘라 에폭시 수지로 블록을 만들고, 마이크로미터 간격으로 단면을 잘라 줄무늬 형태를 관찰하고, 방사성 탄소연대측정법으로 연대를 재고, 산소 안정동위원소로 기후 변화를 추정하였다.

연구팀은 각각 시료에서 얻은 자료를 분석하여 1000년이라는 오랜 기간 동안의 환경 변화를 알아냈다. 정확히 서기 953년부터 2000년까지 1048년간의 기록이다. 1000년이라는 긴 세월의 환경 변화를 추적하려면 실험실에서 오랜 시간을 보내야한다. 연구팀의 10년에 걸친 노력의 결과가 세계적 논문집 <네이처 커뮤니케이션즈>에 실려 이제야 결실을 보게 되었다.

산소 동위원소로 해양 환경을 추정

산소 동위원소를 이용해 어떻게 기후 변화를 알 수 있을까? 우선 동위원소란 무엇인지부터 알아보자. 동위원소는 원자번호는 같지만 질량이 다른 원소를 말한다. 원자번호는 원자핵에 있는 양성자의 개수에 따라 결정되고, 질량은 양성자와 중성자를 합한 것이다. 따라서 동위원소는 같은 원소이지만 중성자 개수가 다르다.

원자번호 8인 산소는 자연 상태에서 질량이 16, 17, 18인 3가지 안정동위원소(16O, 17O, 18O)가 있다. 이들은 각각 중성자를 8, 9, 10개를 갖는다. 당연히 중성자를 많이 갖는 산소동위원소가 더 무겁다. 이 가운데 대기 중에는 질량 16인 산소가 거의 대부분(99.757%)이며, 질량 18인 산소는 0.204% 밖에 안 된다. 바닷물 속에는 질량 18인 무거운 산소(0.1995%)가 대기에 비해 조금 적게 들어있다.

대기, 물, 빙하, 생물의 탄산칼슘(CaCO3) 껍데기 등에 들어있는 질량 16과 질량 18인 산소의 비율을 재면 과거의 기후를 알 수 있다. 이 방법은 1940년대 말 미국 시카고대학교에서 개발되어, 고기후학(paleoclimatology) 연구 분야에서 많이 사용되고 있다.

‘고기후학’이란 말 그대로 옛날 기후를 연구하는 학문이다. 해양에서는 빙하와 퇴적물을 비롯하여 탄산칼슘 껍데기를 가지고 있는 조개껍데기와 유공충, 산호 등이 주로 연구 대상이 된다. 생물이 껍데기를 만들 당시의 환경 조건이 껍데기에 반영되기 때문이다.

한편 해양 환경은 해류의 세기나 흐름의 방향 등에 의해서 바뀐다. 해양생물이 탄산칼슘 껍데기를 만들 때 바닷물에 녹아있는 산소가 사용된다. 조개의 성장 줄무늬에 무거운 산소동위원소(18O)가 상대적으로 많으면 당시에 추웠고, 적으면 따뜻했다는 것을 의미한다.

추울 때는 무거운 산소보다 가벼운 산소가 수증기로 더 잘 증발해 궁극적으로 얼음 속에 갇히고, 따뜻할 때는 얼음이 녹아 속에 갇혔던 가벼운 산소가 다시 바닷물로 돌아가기 때문이다. 조개껍데기가 천년의 환경 변화 비밀을 담고 있는 것이다.

연구팀은 서기 950년에서 1250년 사이 따뜻했던 시기와 1550년에서 1850년 사이 추웠던 소빙하기 때는 북대서양의 영향이, 1800년대 중반 산업혁명 이후에는 다량 방출된 온실가스 때문에 대기권이 기후 변화에 더욱 영향을 미쳤다는 것도 알아냈다.

산업화로 환경에 미치는 인간의 활동이 커지면 커질수록 기후 변화는 우리 몫으로 남는다.

[pong]

감사 , 나중에 퍼가요 산업발달 반대하지만 사람의 욕심을 누가 막을수 있나요.
휴대전화가 있어서 편리하고,, 티비, 연속극,,, 그러나 사람과의 대화는 줄었다고 생각해요

[siegfried]

인간들 사람이 지구의 생명체를 그만 파괴하기를 바랍니다
올겨울 한국에서 조류독감으로 얼마나 많은 닭을 도살처분했는가...
지구는 인간만을 위한 행성이 아닙니다~
모두 도(道)를 닦고 생명윤리를 지켜서 사람도 착해지고 타생명체도 멸종되지 않기를 바랍니다