공룡의 멸종은 아직까지도 수수께끼다?
물론 최근까지도 이렇게 알고 계신 분이 있지만 사실은 이제는 거의 확실하게 그 원인이 밝혀져 있다.
그것은 운석충돌에 의한 것이다. 단지 논쟁이 있다면 운석충돌이 100% 원인인지 아니면 다른 원인이 이미 시작되어 있는데 운석충돌이 마지막 숨통을 끊게 되었는지 정도이다. 즉 그 이전부터 공룡의 감소가 시작되었을지라도 최소한 운석의 충돌이 공룡시대의 마침표를 찍었다는 것에 대해서는 동의가 이루어진 듯하다.
그럼에도 불구하고 마치 아직도 논란거리처럼 여겨지는 이유는 이 원인이 비교적 최근에 밝혀졌기 때문일 것이며, 또한 학자들이 운석충돌설을 그다지 좋아하지 않기 때문일 수도 있다.
1. 근거 논문
일단 상당한 근거를 가지고 운석충돌가설을 제기한 사람은 알바레즈 부자이다. 아버지 루이스 알바레즈(Luis Alvarez)는 물리학자로 이미 당시 노벨물리학상을 받은 사람이며 아들인 월터 알바레즈(Walter Alvarez)는 지질학자이다. 1980년에 이들 부자는 운석충돌가설에 대한 논문을 사이언스지에 발표했는데 공룡의 멸종 원인을 운석충돌에 의한 것으로 본 이유는,
첫째, 현재 지표면에 있는 이리듐은 전부 외계에서 온 것으로 지구에서 생성된 것은 전혀 없다. 물론 지구 중심부에는 있겠지만 최소한 지표의 이리듐은 전량 외계산(?)이다. 그런데 지표의 이리듐은 비교적 고르게 미량 함유되어 있다. 보통 0.3ppb(parts per billion)정도의 미량으로 어디에나 고르게 존재한다. 이는 외계운석들에 의하여 무작위로 지구에 충돌하고 이로 인하여 그 먼지들이 비교적 고르게 퍼지기 때문이다.
둘째 , 그런데 유독 공룡이 멸망한 시점 즉 KT(Cretaceous-Tertiary, 중생대 백악기-신생대 제3기) 경계에서는 무려 9ppb로 통상의 농도보다 30배 정도 높은 농도로 이리듐이 존재한다.
세째, 이리듐은 외계로부터 온 것이므로 KT경계시점에서 갑자기 엄청나게 큰 운석이 충돌했다고 가정해볼 수 있다.
이와 같은 근거로 당시 충돌했던 운석에 있는 이리듐의 총량을 추정하였다.
(KT경계시점의 이리듐 농도) x (KT경계두께) x (지구표면적) = 이리듐 총량
통상 운석에서의 이리듐 농도도 유사하므로 당시 충돌한 운석의 부피나 무게도 추정할 수 있다.
(위에서 구한 이리듐 총량) / (통상 운석에서 이리듐 농도) = 운석의 크기
결론적으로 최종적인 추정치는 지름 10km 정도되는 운석이 지구와 충돌하여 지름이 100-150km 정도되는 운석구가 생겨났고 엄청난 양의 먼지가 대기로 나가 1년이상 햇빛을 차단하였다.(논문에 정확히 이렇게 기술된 것은 아니며, 알기 쉽게 풀어쓰고 다른 참고문헌 내용을 고려하여 필자가 기술한 것이다)
여기까지는 1980년에 이들 부자가 발표한 내용으로 그때까지는 여전히 가설이었다.(일설에 의하면 이에 대해서는 많은 지질학자들이 거부감을 가지고 있었는데, 운석충돌이라는 사건이 너무 드라마틱하거니와 지질학자가 아닌 물리학자에 의하여 주장되었다는 이유 때문이라고 한다. 그렇다고 하더라도 아버지 알바레즈는 당시 이미 노벨 물리학상을 받은 결코 허접하지 않은 학자인데다가, 아들 알바레즈가 제2저자로 지질학자이므로 내 생각에는 그리 억울하게 생각하지 않아도 될 듯하다.)
그런데 이후 세계 곳곳의 KT 경계를 조사한 결과 어떤 원인에 의하여 다량의 먼지가 하늘로 올라갔다가 땅에 비교적 균일하게 떨어져 지표를 뒤덮었으며 그 점토층에 이리듐이 다량으로 함유되어 있다는 사실을 발견하였다.
2. 결정적인 증거
또하나의 결정적인 증거는 1991년경 바로 운석이 떨어진 운석구를 발견했다는 것이다.
멕시코 유카탄 반도의 칙술루브(Chicxulub)라는 곳(유명한 휴양지 칸쿤에서 가까움 *주1)에 KT 경계시점에서 알바레즈 부자가 예측한데로 지름 130km 정도의 거대한 운석구가 바다 밑에서 발견되었다.
(주1, 물론 지도상 비교적 가깝다는 것이지 실제로는 수백 킬로미터 떨어져 있다)
3. 이러한 가설을 뒷받침하는 다른 연구 (1)
또 하나의 근거는 최근 2012년에 Proceedings of the National Academy of Sciences 에 실린 또 하나의 논문으로 당시 소행성의 충돌에 의한 충격이 생각보다 컸으며 공룡뿐만이 아니라 뱀, 도마뱀과 같은 다른 파충류들도 거의 멸종하였으며 1파운드 이하의 작은 생물만이 살아 남았다는 내용이다.
결론적으로 살펴본다면 소행성이 지구에 충돌하기 전에 이미 인도 지역의 데칸 트랩(Deccan Trap)의 화산활동으로 산소농도의 감소가 있었고 장기간에 걸쳐 어느 정도 종의 감소가 있었지만 이 당시 발생했던 산소 농도의 감소는 앞선 네차례의 대멸종 당시의 수준과 비교하여 상대적으로 상당히 작은 수준이었으므로 칙술루브에 소행성이 충돌하지 않았다면 비교적 소규모의 종의 감소만이 진행되었을 것으로 추정된다.
따라서 5번째 대규모 멸종의 마침표를 소행성의 충돌이 찍은 것이므로 공룡의 멸종 원인을 이것으로 보는 것이 현재까지는 가장 타당하다고 볼 있다.
4. 이러한 가설을 뒷받침하는 다른 연구 (2)
2013년 2월에 나온 또 다른 연구에 의해서도 이러한 가설을 결정적으로 뒷받침되고 있다 관심있는 분은 아래의 논문을 읽어보시기 바란다. (원문보기) 이 연구는 미국 몬태너주에서 KT 경계의 연대측정을 ㅣ존의 것보다 정확히 한 결과 칙술루브에서의 운석 충돌과 일치한다는 논문이다.
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