Image Credit: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
지구 표면의 암석 내부에서 얻은 정보를 사용하여, 나와 동료들은 지난 18억 년 동안 지구의 판구조론을 재구성했습니다.
지구의 지질학적 기록이 이렇게 사용된 것은 이토록 먼 과거로 거슬러 올라가는 첫 번째 사례입니다. 이를 통해 우리는 행성 역사의 마지막 40% 동안 행성을 매핑하려는 시도를 할 수 있었으며, 아래 애니메이션에서 볼 수 있습니다.
https://youtu.be/_LJG68AmZxI?si=NRd6G-Z2BM0UjlT7
중국 해양대학(Ocean University)의 샹지 차오(Xianzhi Cao)가 주도한 이 연구는 오픈 액세스 저널 '지오사이언스 프론티어스(Geoscience Frontiers)'에 최근 게재되었습니다.
아름다운 춤
지구의 오랜 역사를 통해 지도를 그리면 그 자체로 매혹적이고 자연스러운 예술 작품인 아름다운 대륙 춤이 만들어집니다.
누구에게나 친숙한 세계지도에서 시작합니다. 그 다음에는 인도가 급속히 남쪽으로 이동하고, 그 다음에는 동남아시아의 일부 지역이 뒤따르며, 과거의 곤드와나 대륙이 남반구에 형성됩니다.
약 2억 년 전, 공룡이 지구를 걸었을 때 곤드와나는 북아메리카, 유럽, 북아시아와 연결되어 판게아라는 거대한 초대륙을 형성했습니다.
그런 다음 재건은 시간을 거슬러 올라갑니다. 판게아(Pangaea)와 곤드와나(Gondwana)는 그 자체로 더 오래된 판의 충돌에 의해 형성되었습니다. 시간이 거슬러 올라가면 로디니아라는 초대륙이 나타납니다. 여기서 그치지 않습니다. 로디니아는 약 13억 5천만 년 전에 누나(Nuna)라고 불리는 훨씬 더 오래된 초대륙의 해체로 형성되었습니다.
왜 지구의 과거를 지도에 그리는가?
태양계의 행성 중 지구는 판구조론을 가지고 있는 독특한 행성입니다. 바위가 많은 표면은 조각(판)으로 쪼개져 서로 부딪혀 산을 만들거나 갈라져 틈을 형성한 다음 바다로 채워집니다.
지진과 화산을 일으키는 것 외에도, 판구조론은 또한 깊은 땅에서 암석을 산맥의 높이로 밀어 올린다. 이런 식으로, 지하 깊숙한 곳에 있던 원소들이 암석에서 침식되어 강과 바다로 씻겨 들어갈 수 있습니다. 거기에서 생물은 이러한 요소를 사용할 수 있습니다.
이러한 필수 원소 중에는 DNA 분자의 뼈대를 형성하는 인과 유기체가 대기에서 질소를 제거하고 단백질과 아미노산—생명의 구성 요소—을 만드는 데 사용하는 몰리브덴이 있습니다.
판구조론은 또한 대기 중의 이산화탄소와 반응하는 암석을 노출시킵니다. 이산화탄소를 가두어 놓은 암석은 오늘날 우리가 책임지고 있는 격동의 기후 변화보다 훨씬 더 오랜 시간 동안 지구의 기후를 통제하는 주요 요인입니다.
Deep Time을 이해하기 위한 도구
지구의 과거 판 구조를 매핑하는 것은 지구의 역사를 통해 지구의 완전한 디지털 모델을 구축할 수 있는 첫 번째 단계입니다.
이러한 모델을 통해 우리는 지구의 과거에 대한 가설을 테스트할 수 있습니다. 예를 들어, 왜 지구의 기후가 극심한 '눈덩이처럼 불어나는 지구' 변동을 겪었는지, 또는 왜 그렇게 되었을 때 대기 중에 산소가 축적되었는지 등입니다.
실제로, 그것은 우리가 알고 있는 생명을 지탱하는 깊은 행성과 지구의 표면 시스템 사이의 피드백을 훨씬 더 잘 이해할 수 있게 해줄 것입니다.
배워야 할 것이 훨씬 더 많습니다
지구의 과거를 모델링하는 것은 영양분이 어떻게 진화에 동력을 공급할 수 있게 되었는지 이해하는 데 필수적입니다. 모든 동물과 식물 세포와 마찬가지로 핵을 가진 복잡한 세포에 대한 첫 번째 증거는 16억 5천만 년 전으로 거슬러 올라갑니다.
이것은 이 재건의 시작에 가깝고 초대륙 Nuna가 형성된 시간에 가깝습니다. 우리는 누나(Nuna)가 형성될 때 성장한 산들이 복잡한 세포 진화에 동력을 공급할 수 있는 요소를 제공했을 수 있는지 여부를 테스트하는 것을 목표로 합니다.
지구 생명체의 대부분은 광합성을 하고 산소를 방출합니다. 이것은 판구조론을 대기의 화학과 연결시키며, 그 산소의 일부는 바다로 용해됩니다. 차례로, 구리 및 코발트와 같은 여러 중요 금속은 산소가 풍부한 물에 더 잘 용해됩니다. 특정 조건에서, 이러한 금속은 용액에서 침전됩니다.
많은 금속이 화산의 뿌리에서 형성되며, 화산의 가장자리를 따라 발생합니다. 고대 판의 경계가 시간에 따라 어디에 있었는지를 재구성함으로써, 우리는 세계의 지각 지형을 더 잘 이해할 수 있고, 광물 탐험가들이 지금은 훨씬 더 젊은 산 아래에 묻혀 있는 금속이 풍부한 고대 암석을 찾는 데 도움을 줄 수 있습니다.
태양계와 그 너머의 다른 세계를 탐험하는 이 시기에, 우리가 이제 막 엿보기 시작했을 뿐인 우리 행성에 대해 너무 많은 것이 있다는 것을 기억할 가치가 있습니다.
조사해야 할 46억 년의 시간이 있으며, 우리가 걷고 있는 암석에는 이 기간 동안 지구가 어떻게 변했는지에 대한 증거가 포함되어 있습니다.
지구 역사의 마지막 18억 년을 매핑하려는 이 첫 번째 시도는 지구를 매핑하기 위한 과학적 원대한 도전에서 한 걸음 더 나아간 것입니다. 그러나 그것은 단지 첫 번째 시도일 뿐입니다. 앞으로 몇 년 동안은 우리가 지금 만든 출발점에서 상당한 개선을 보게 될 것입니다.
이상의 기사는 2024년 10월 8일 SingularityHub에 게재된 “Witness 1.8 Billion Years of Earth’s Tectonic Dance in a New Animation”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : Witness 1.8 Billion Years of Earth's Tectonic Dance in a New Animation (singularityhub.com)
저작권자 ⓒ 창조아고라, 무단 전재 및 재배포 금지