빙하기의 주기

[天宫命理[경암]敬菴]

빙하기의 주기

최근까지 합의할 수 있는 가장 최선의 잠정적인 해답은 지구의 기후변동의 주기성의 원인을 천문학적인 사실로 설명하는 것이다.

빙하기와 간빙기 주기를 통해서본 우주의 일년 오늘날 지질학,천문학 등 현대과학의 연구 성과들은 129,600년에 근접하는 주기설을 뒷받침하고 있다.

장구한 세월에 걸친 지구의 움직임을 조사해온 과학자들은‘지구에는 빙하기와 간빙기가 교대로 찾아온다’는 사실을 알아냈습니다. (빙하기는 우주 1년 중 겨울철을 말한다.)

지난 100만년 동안 적어도 7번의 빙하기가 찾아왔었다는 것이 확인되었다. 그럼 빙하기는 왜 생기는 것일까? 그 답은 우선 지구가 태양을 중심으로 회전하는 방식, 즉 공전의 형태 속에서 찾을 수 있다. 지구의 공전궤도는 원칙적으로 원을 그리는 것인데, 타원을 그리다 다시 원상복귀하는 경우가 10만 년을 주기로 하여 한 번씩 찾아온다. 또 한가지, 지구 자전축의 기울기가 달라지는 것이다. 현재 지구 자전축의 기울기는 23.4도 이지만, 이 각도는 4만년을 주기로하여 커졌다 작아졌다.

남극의 가장 높은 3488ｍ 고지에 위치한 러시아 보스토크 기지에서는 1998년 1월 3623ｍ 깊이까지 얼음 기둥을 시추했다. 이 얼음 기둥을 분석한 결과, 지난 42만년 동안 4번의 빙하기와 간빙기가 반복되었다는 사실이 밝혀졌다.

빙하기도 계속 춥기만 한 것이 아니라 주기가 있다는 것을 알았다. 그럼 그 주기는 어떻게 해서 생겼을까? 그것을 밝힌 사람은 구 유고슬라비아 학자 밀란코비치다. 개념은 간단하다.

지구는 축을 중심으로 자전을 하는데, 보통 자전축의 기울기는 23.5도인데, 그 기울기가 고정되어 있는 게 아니라 4만년을 주기로 변한다.

또 지구가 자전을 하는데, 그냥 회전하는 것이 아니라 팽이가 돌 듯 비틀거리면서 돈다. 이것을 세차(歲差)운동이라고 하는데, 그것 역시 2만3천년의 주기를 갖고 있다. 그리고 지구가 태양주위를 공전한다. 하지만 그 궤도가 항상 똑같은 것이 아니라 조금씩 바뀐다. 이것을‘이심률’(離心率)이라고 부르는데, 이것 역시 10만년의 주기를 갖는다. 이 세 가지를 분석해 놓은 것이 바로‘밀란코비치 주기’다. 그는 이 주기가 빙기와 간빙기의 주기와 거의 일치한다는 것을 밝혀냈다. 이대로라면 빙하기의 주기에 대한 예측이 가능하겠다.

지구상 식물(초목)의 변화에서의 124,000년의 주기성

최근 네이쳐의 발표된 고기후학 연구논문에서 헝가리의 한 호수(푸라)에 있는 식물의 화석을 연구하면서 과학자들인 기후변동의 대규모적인 주기를 대략 12만 4000년으로 추정한다는 결론을 발표한 적이 있다. 12만 4000년은 추정치이므로 대략 일원수인 12만9600년에 해당한다

지난 플라이어신(Pliocene; 300만년에서 260만년 전, 鮮新世) 시기는 지구의 기후 변화 시스템을 이해하는데 매우 중요한 기간이다. 지구가 점진적으로 차가워지는 시기였으며 그 결과 지구상의 빙하가 증가하고 북반구의 활발한 빙결작용이 시작되었다. 여기서 우리는 지난 플라이어신(Pliocene; ∼3 - 2.6 million years ago, 鮮新世) 시기의 기후 변동, 좀더 자세히 말하면 극적이고 전체적인 환경변화를 나타내는 이 시기의 지구상 식물(초목)의 반응에 대한 고해상도의 대륙적인 기록을 보여주려고 한다. 헝가리에 있는 푸라(Pula) 분화구의 호수에서 해마다 얇은 판자모양으로 층층이 쌓여있는 침전물들은 과거 300만년에서 260만년전의 32만년 동안의 지구 기후변화의 기록을 담고 있다. 그 기록의 스펙트럼 분석에 의하면 황도경사(obliquity)와 세차운동(precession)의 주기동안에 들어오는 태양 복사에 대한 지상의 반응을 알 수 있지만, 가장 강력한 지상의 반응은 124,000년의 주기를 가지고 일어나는 것이다. 그러므로 푸라 분화구의 기록은 124,000년의 주기를 가지는 온도 시스템의 내부적으로 유도된 비선형적인 반응들은 최소한 지난 플라이어신 기간동안에 일어난 큰 규모의 환경변화을 유도한 세차운동과 황도경사의 궤도 주파수에 가해지는 외부적인 힘만큼 중요하다는 것이다.

그러므로 푸라(Pula) 분화구로부터 얻어진 결과들은 세차운동과 황도경사의 궤도 주기와 더불어 내부적으로 일어난 124,000년의 주기성을 가지는 비선형적인 기후변화도 지상의 식물(초목)의 역학적인 변화를 유도하는데 중요한 역할을 하며, 광범위한 환경적인 변화와도 충분한 관계성이 있음을 나타낸다.

이 지상의 결과는 지구 기후 시스템에서의 위급한 시기동안에 식물(초목), 빙하의 양, 그리고 일조력 사이의 물리적인 관계를 이해하기 위한 기초를 제공해 줄 것이다.

저명한 과학학술지인 사이언스(Science) 최신호(T Yamazaki and H Oda 2002 Science 295 2435)에 투고된 토시추구 야마자키(Toshitsugu Yamazaki)와 히로쿠니 오다(Hirokuni Oda) 박사의 연구 보고서에 따르면 연구진은 225만년의 시간에 해당하는 해양침전물 샘플을 채집해서 그 샘플의 자기적 성질을 조사한 결과 지구의 자기장이 10만년을 주기로 변화한다는 사실을 발견했다고 한다. 일본 연구진의 이번 연구결과는 지구를 움직이는 힘의 원천을 연구하는데 새로운 단서를 제공할 것으로 보인다.

장기적인 지구자기장의 변화를 연구하기 위해 일본 연구진은 적도 근처 해저 침전층으로부터 42 깊이까지 수직으로 시추했다. 연구진은 1700 개 가량의 샘플에 대한 자화(magnetization) 시험을 실시해서 해저 침전물의 자기장의 방향을 측정했다. 그 결과 연구진은 지구 자기장이 10만년을 주기로 변화해왔다는 사실을 발견하게된 것이다.