고대 암석에서 발견된 ‘눈덩이 지구’의 증거

지구는 많은 지질학적 단계를 거쳤지만 놀라운 정체 기간을 거쳤습니다. 우리 행성은 조류와 단세포 유기체가 거의 20억 년 동안 번성했던 열대 환경에서 살아왔습니다. 그러다가 행성이 완전히 얼어붙으면서 상황이 극적으로 바뀌었습니다.

얼어붙은 지구가 언제 거인이 되었는지 이전에는 불분명했습니다. 이제 런던 대학의 연구자들은 포트 애스케그 층(Port Ascaig Formation)으로 알려진 스코틀랜드의 암석 노두에서 7억 1700만 년 전에 열대 지방에서 얼어붙은 땅으로 전환되었다는 증거를 보여주는 증거를 발견했습니다. 이것은 Sturtian 빙하의 시작을 의미하며 두 빙하 중 첫 번째 빙하가 될 것입니다.”지구 눈덩이“사건의 얼음은 행성 표면의 넓은 영역을 덮었습니다. 지구에서 얼음이 녹은 후에 다세포 생물이 나타나기 시작한 것으로 믿어집니다.

Port Ascaig Formation 내 Garvelash로 알려진 스코틀랜드 섬에서 발견된 이 암석 노두는 적도 지구가 언제 얼었는지에 대한 최초의 결정적인 증거를 제공하기 때문에 독특합니다. 즉, 따뜻한 시대에서 더 시원한 시대로의 연대표를 형성하는 기본 층입니다. 같은 시기에 세계의 다른 지역에서 형성된 다른 암석에는 고대 빙하가 긁어냈을 가능성이 높기 때문에 이러한 과도기적 증거가 부족합니다.

연구자들은 Geogeology 저널에 발표된 연구에서 “Askaig Harbour는 전 세계 ‘Sturtian 빙하’에 대한 비교적 완전한 기록을 보존하고 있습니다.”라고 말했습니다. 그는 공부한다 최근 지질학회지(Journal of the Geological Society)에 게재됐다.

눈덩이 시대에

Sturtian 빙하 동안 형성된 암석 아래에는 Garb Illich 층으로 알려진 깊은 탄산염 암석층이 있습니다. 이 암석은 10억년 전에 시작되어 추위가 이어졌던 7억 1700만년 전까지 지속된 따뜻한 열대 토닉 시대로 거슬러 올라갑니다. 이 지층의 더 어린 암석은 최초의 “눈덩이 지구”로의 전환의 증거입니다.

지구는 왜 태초부터 이렇게 극심한 추위를 견뎌냈을까? 태양복사의 급격한 감소로 인해 특히 긴 겨울이 발생하여 눈덩이 효과가 발생했을 수 있습니다. 방사선이 감소함에 따라 더 많은 얼음이 형성되고 행성은 자외선을 더 많이 반사하게 됩니다. 이는 더 많은 햇빛을 우주로 보내고 행성을 계속 냉각시켜 더 많은 얼음이 형성된다는 것을 의미합니다.

이번 지구적 추위가 언제 시작되었는지 알아보기 위해 연구팀은 자르벨라흐 제도에서 11개의 사암 샘플을 수집하여 사암에 있는 지르콘을 분석했습니다. 지르콘은 발견된 암석만큼 오래되어 지구상에서 가장 오래된 광물 중 일부를 만들기 때문에 암석 연대 측정에 특히 유용합니다. 또한 화학적 분해에도 저항합니다. 지르콘에서 특히 중요한 점은 오랜 기간에 걸쳐 납으로 붕괴되는 우라늄을 함유하고 있다는 것입니다. 납으로 변환된 우라늄의 양은 지르콘이 형성된 이후 얼마나 많은 시간이 지났는지 알려줍니다.

그냥 단계

연구진은 레이저 절제(원소와 동위원소가 샘플에 어떻게 분포되어 있는지를 보여주는 레이저 이미징의 한 유형)와 플라즈마 질량 분석법을 모두 사용하여 우라늄과 납의 비율을 결정했습니다. 우라늄이 납으로 변하는 데 걸린 시간은 Sturtian 빙하의 시작 시간을 추정했지만 확인하지는 않은 이전 연구를 기반으로 한 그들의 추정치와 일치했습니다.

화산암에 있는 지르콘이 우리에게 말해 주는 또 다른 사실은 스튜어트 빙하가 5,800만 년 동안 지속되었다는 것입니다. 그 직후에 마리노스 빙하가 이어졌는데, 이는 또 다른 1,600만 년 동안 계속된 것으로 생각되며, 두 단계 모두 빙하기로 알려진 기간을 구성합니다. 지르콘을 함유한 암석은 초대륙 로디니아(더 유명한 판게아의 전신)가 붕괴되는 동안 움직이는 빙하에 의해 퇴적되었을 가능성이 높습니다.

동시에 과학자들은 Port Ascaig 층이 이제 형성되었다고 말합니다. 그는 공부한다“가장 두껍고(최대 1.1km) 극저온 빙하에 대한 완전한 기록 중 하나입니다.”

빙하가 이 형성물을 씻어내리지 않았기 때문에 지구의 온도가 다시 따뜻해지기 시작한 시기에 대한 기록이 보존되어 있습니다. Sturtian 빙하 동안 형성된 지르콘 결정은 얼음이 녹기 시작한 후에 형성된 지르콘으로 대체될 때까지 젊은 암석에서 점차적으로 사라집니다. 따라서 급속 동결이 시작되었다는 증거뿐만 아니라 약 6억 3500만년 전에 시작된 해빙의 증거도 있습니다.

에디아카라기에는 얼음이 녹으면서 복잡한 다세포 생물이 등장하기 시작했습니다. 어쩌면 있었을지도 여기에는 여러 가지 이유가 있습니다.가설에 따르면 해수 온도가 상승하고 햇빛의 유입으로 광합성이 자극되었으며 과거보다 영양분의 가용성이 높아졌습니다.

Port Ascaig 연구에 참여한 과학자들은 극저온 시대(Cryogenic Epoch)에서 살아남은 생명체는 일단 얼음이 녹기 시작하면 엄청난 어려움에 직면했다고 믿습니다. 이 유기체는 수백만 년 동안 끊임없는 추위에 익숙해져 왔으며 이제 가능한 한 빨리 적응하기 위한 투쟁에 직면해 있습니다. 그렇지 않으면 멸망합니다.

살아남은 사람들은 어떻습니까? 그들은 결국 우리를 포함해 지금까지 살았던 모든 동물의 조상이 되었습니다.

지질학 학회지, 2024. 디지털 문서 번호: 10.1144/jgs2024-02