지구 생명 탄생의 비밀, 알고 보니…

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고생대 캄브리아기 이전인 6억 ~5 억 4000만년 전 등장한 최초의 다세포 동물 ‘에디아카라 파우나’의 상상도.
46억 년 전 탄생한 지구에서 최초의 생명이 출현한 것은 대략 39억 ~37 년 전쯤이다. 

지구의 생물다양성은 열대지방 산악지대의 아주 풍요로운 환경에서 발생한 것으로 알려져 있다. 

그렇지만, 생명체 등장 후 어떤 이유로 다양성을 갖게 됐는지는 명확히 밝혀지지 않았다.

그런데, 미국, 중국, 브라질, 남아공, 영국 공동 연구팀은 고(古)지구에서 자기장이 약해지면서 다양한 생물이 살 수 있는 환경이 마련됐다고 6일 밝혔다. 

이번 연구에는 미국 로체스터대, 애리조나대, 미시건 기술대, 리하이대, 플로리다 주립대, 항공우주국( NASA ) 고다드 우주비행센터, 캘리포니아 산타크루즈대( UC  산타크루즈), 버지니아공과대, 중국과학원 티베트고원연구원, 난징대, 남아공 콰줄루 나탈대, 브라질 리오그란데 연방대, 영국 리버풀대 지구과학자, 물리학자, 지질학자, 환경과학자 등이 참여했다. 

이 연구 결과는 지질학 및 환경학 분야 국제 학술지 ‘커뮤니케이션즈 어스 앤 인바이러먼트’ 5월 3일 자에 실렸다.

고생대 캄브리아기 이전인 6억 ~5 억 4000만 년 전의 지구에는 ‘에디아카라 파우나’라는 최초의 다세포 동물이 등장했다. 

해면과 빗해파리 정도였던 동물이 산호와 해파리 등 자포동물과 좌우대칭동물 같은 다양한 동물로 분화하는 캄브리아기 진화 대폭발 시발점이 됐다. 

앞선 연구들에 따르면 이런 생물다양성의 증가는 대기 및 해양 산소 수준의 상당한 증가와 관련이 있는 것으로 알려졌지만, 산소 증가가 왜 일어났는지는 아직 명확하지 않다.

연구팀은 5억 9100만 년 전 암석에서 추출한 사장석 결정 21개의 자기적 특성을 분석했다. 

사장석은 지구 표면과 지각에서 가장 흔하게 볼 수 있는 광물이다. 

사장석 결정은 보통 지구 자기장 강도를 보존하는 작은 자성 광물질을 포함하고 있다.

분석 결과, 당시 지구 자기장은 현재 자기장 강도와 2000만 년 전에 찾은 결정에서 측정한 것보다 약 30분의1 수준으로 약한 것으로 나타났다. 

이는 지금까지 측정된 지구자기장의 강도 중에서 가장 약한 것이다.

이를 바탕으로 연구팀은 이전 측정치와 결합한 결과, 지구 자기장이 최소 5억 9100만 년에서 5억 6500만 년 전까지 이런 약한 지자기장이 유지된 것으로 나타났다.

이는 5억 7500만 년에서 5억 6500만 년 전에 발생한 산소 증가와 겹치는 시기로 밝혀졌다.

연구팀은 이런 지자기장의 약화가 산소 증가로 이어져 초기의 복잡한 유기체 진화를 뒷받침했던 것으로 추정했다.

연구를 이끈 존 타르두노 로체스터대 교수(지자기학·지구 동역학)는 “이번 연구에 따르면 지구 자기장이 약해지면서 지구 대기에 있던 수소들이 우주로 빠져나가 지구 대기와 바다에 산소가 많아져 생물의 종류가 증가하고 복잡성이 다양해졌을 수 있다 ”라고 설명했다.

https://n.news.naver.com/mnews/article/081/0003448982