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에오세 시대의 이산화탄소와 기후 간의 연관성에 대한 새로운 연구결과

<KISTI의 과학향기> 제3586호

독일 GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, 영국 카디프 대학(Cardiff University), 개방 대학(The Open University), 브리스톨 대학(University of Bristol), 미국 캘리포니아 대학(University of California)의 연구진은 고대 해양 플랑크톤의 화석을 통해서 대기 중의 CO2가 어떻게 변화되었는지에 대한 비밀을 밝혀내었다.
 
수 세기 후의 지구 온난화를 더 잘 예측할 수 있는 한 가지 방법은 과거의 기후 변화를 조사하는 것이다. 그래서 이번 연구진은 약 3천만년 전의 에오세(Eocene Epoch)의 기후를 면밀히 조사했다. 그 때는 현재보다 14 ℃ 더 따뜻했다.
 
이번 연구를 통해서 대기 중의 이산화탄소의 영향은 이전에 예상했던 것보다 훨씬 더 클 수 있다는 것을 발견했다. 에오세는 5천6백만년 ~ 3천4백만년 사이를 말하고, 북미와 유럽 일부가 습한 늪지대이었고, 남극 대륙은 열대 우림이었다. 그러다가 대기는 급격하게 냉각되었고, 남극 대륙은 빙하로 덮이게 되었다.
 
지금까지 에오세 동안에 기후와 CO2 간의 연관성을 알지 못했다. 최근 기후 모델 연구에서는 따뜻한 기후가 추운 기후보다 CO2 변화에 더 민감하다고 제안하고 있다. 이것은 CO2가 증가하고 지구가 점점 더 따뜻해짐에 따라 CO2의 양이 기후에 특히 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 보여준다. 이번 연구진은 이것을 세계 최초로 광범위하게 조사했다.
 
우선, 이번 연구진은 지표수 산성도(pH)와 바다의 방해석 포화(calcite saturation) 상태를 조사함으로써 대기 중의 CO2가 에오세 기간 동안에 어떻게 변화되었는지를 계산했다. 사용된 데이터는 에오세 기간 동안 해저에 퇴적된 고대 해양 플랑크톤 화석 껍질의 붕소 동위원소 조성을 조사함으로써 얻었다.
 
CO2에 대한 새로운 연구결과는 에오세 기후 변화에 대한 새롭고 포괄적인 관점을 제공하고, CO2 정도와 따뜻한 기후 상태 간에 연관성을 가졌다는 강력한 증거를 제공한다. 이것은 화산 활동, 암석 풍화, 유기 물질의 매장이 CO2의 농도와 기후에 어떤 영향을 끼치는지를 보여준다. CO2에 대한 이러한 연구는 가장 따뜻했던 에오세 초기 부분 동안에 지구가 CO2 변화에 더 민감했다는 것을 보여주고 있다.
 
이번 연구에는 질량 분석기와 청정 실험실을 사용해서 수행되었고, 세계 최고의 키트를 사용함으로써 유공충(foraminifera) 속의 붕소 양을 매우 정밀하게 측정할 수 있었다.
 
따뜻한 에오세 동안에 기후가 더 민감하게 반응했다는 것이 증명되었기 때문에, 다음 연구 단계는 이것이 왜 그런지에 대한 원인을 파악해서 미래 기후를 예측하는 것이 될 것이다. 이러한 방법을 사용하면 과거에 기후가 어떻게 변했는지를 알 수 있고 그 이유에 대한 통찰력을 얻을 수 있다. 실제로 과거의 대기 CO2를 재구성할 수 있다면 수백만 년 전의 기후 민감도를 알 수 있고, 이를 최첨단 기후 모델 속에 삽입함으로써 미래 기후를 훨씬 더 정확하게 예측할 수 있게 될 것이다.

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