시간과 공간을 초월한 빅 히스토리 코스모스 (9) 잃어버린 세계

시간과 공간을 초월한 빅 히스토리 코스모스 (9)

 잃어버린 세계

 

변화하는 행성, 지구

지구 변화의 역사

과거의 지구는 현재와 전혀 다른 모습이었습니다. 지구는 끊임없이 변화해 온 행성입니다. 잠자리의 크기가 독수리만 하고, 노래기가 악어만 한 적도 있었습니다. 오늘날 우리에게 익숙한 대륙들은 한때 거대한 하나의 초대륙으로 합쳐져 있었고, 지구는 공룡이 지배하는 행성이었습니다. 뒤늦게 지구에 나타난 인류가 마치 기억상실증 환자처럼 우리가 깨어나기 전에 일어났던 일들을 알아내기 위해 애쓰고 있습니다.

판구조 운동, 지구의 궤도와 자전축의 작은 변화들, 가끔 일어나는 작은 세계들과의 충돌… 이런 과정들을 통해 지구는 계속해서 변화해 왔습니다. 우리 모두는 아주 작은 존재로 자그마한 행성의 표면에 올라타 근처의 별을 수십 바퀴 돌고 떠납니다. 수명이 가장 긴 생물들도 지구 나이의 100만분의 1 정도밖에 버티지 못합니다. 각각의 유기체들은 전체적인 패턴을 볼 수 없습니다. 변화하는 대륙, 기후, 진화... 우리가 우리의 기원에 대해 조금이라도 아는 건 인간의 통찰력과 용기에 대한 승리입니다. 우리가 누구이며 왜 여기에 있는지는 전체적인 그림을 종합해 봐야 짐작할 수 있습니다.

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대멸종

- 종의 90%가 멸종된 'P/T 경계 멸종 사건'

2억 5천년 전 페름기 말, 약 5천만 년 동안 땅속에 묻혔던 나무들이 엄청난 양의 석탄이 됐습니다. 용암의 열기가 석탄을 태워 메탄과 황이 다량 함유된 가스를 뿜어냈습니다. 유독한 방사성 입자가 가득 실려 있는 석탄 매연이었습니다. 그 독성 물질이 대기를 오염시키고 기후를 불안정하게 만들었습니다. 황산 안개가 햇빛을 차단해 지구가 어두워지고 지구의 기온은 영하로 떨어졌습니다. 분화가 잦아든 시기에 산성 안개는 지표면으로 떨어지지만 이산화탄소는 대기에 쌓이며 지구 온난화를 일으켰습니다. 수년간의 강추위와 수천 년의 숨 막히는 더위가 번갈아 나타나며 동식물들에게 계속 타격을 입혔습니다. 생물들은 급격한 기후 변화에 적응할 기회가 없었습니다.

온난화가 계속되는 동안 표층수와 저층수가 서서히 섞이며 한때는 몹시 차가웠던 해저 온도가 상승했습니다. 침전물 속의 메탄이 가득한 얼음이 녹기 시작했습니다. 해방된 메탄가스는 수면 밖의 대기로 섞여 들어갔습니다. 메탄은 이산화탄소보다 훨씬 효율적으로 열을 가두기 때문에 기후는 더욱 뜨거워졌습니다. 메탄은 성층권의 오존층을 파괴하기도 했습니다. 자외선으로부터 생명을 보호해 주는 천연 햇빛 차단제가 사라져 갔습니다. 전 세계 바다의 순환 작용도 중단됩니다. 고인 물은 산소를 잃어 바다의 생물 대부분이 죽었습니다. 독가스로 인해 육지에 남아 있던 동식물 대부분도 죽었습니다. 이른바 대멸종입니다. 지구의 생물이 전멸할 뻔했던 사건입니다. 종의 90%가 자취를 감췄고 회복하는 데 긴 시간이 걸렸습니다. 몇 백만 년 동안 지구는 죽음의 행성 같았을 겁니다.

베게너의 대륙이동설, 판게아

- 지구는 단 하나의 초대륙이었다?

1570년 아브라함 오르텔리우스(Abraham Ortelius)가 80여 년에 걸친 탐험의 황금기에 발견한 내용들을 반영해 최초의 현대적인 세계지도를 제작했습니다. 잉크가 채 마르기도 전에 한 걸음 물러나 자신의 걸작을 바라보던 오르텔리우스는 대서양 양쪽의 대륙이 서로 퍼즐 조각처럼 맞는 부분이 있음을 발견합니다. 나중에 그는 아메리카 대륙이 지진과 홍수로 인해 유럽과 아프리카에서 떨어져 나왔다고 기록했습니다. 하지만 오르텔리우스의 의견은 몇 세기 동안 그의 직감으로만 남았습니다. 그런데 20세기 초, 독일의 천문학자이자 기상학자 알프레트 베게너(Alfred Lothar Wegener)가 그 견해에 대한 과학적 증거들을 모았습니다. 그는 지금은 멸종한 같은 종의 양치식물 화석이 대서양 양쪽 대륙에서 발견된 이유가 궁금했습니다. 더 신기한 건 양쪽 대륙에서 같은 공룡의 화석이 발견된 것이었습니다. 20세기 초의 지질학자들은 한때 가상의 천연 육교가 존재했다고 추측하며 생물들이 어떻게 바다를 건넜는지 설명했습니다. 그 육교들은 점차 붕괴해 오래 전에 바닷속으로 사라진 것으로 여겨졌습니다.

베게너는 결정적인 증거 때문에 그 지배적인 견해가 틀렸다고 확신했습니다. 지구가 바로 그 증거였습니다. 왜, 하나의 산맥이 바다를 건너 다른 대륙에서 계속되는 걸까요? 왜, 브라질과 남아프리카의 암석층에서 같은 패턴이 발견될까요? 또 한 가지, 어떻게 열대 식물이 북극 지방의 얼어붙은 땅에서 번성할 수 있었을까요? 베게너가 모든 수수께끼를 풀 열쇠로 제시한 것은 한때 지구에 단 하나의 초대륙이 있었다는 겁니다. 그는 그 대륙을 '판게아(Pangaea)'라고 명명했습니다.

공룡의 멸종('K/T 경계 멸종 사건’)

- 포유류의 시대가 시작되다

한 종의 소멸이 또 다른 종에겐 절호의 기회입니다. 트라이아스기의 멸종으로 전부터 존재했던 하나의 생물 집단이 세상을 장악합니다. 공룡은 무려 1억 7천만 년간 생존했습니다. 하지만 소행성 충돌로 45kg 이상의 동물은 거의 살아남지 못했습니다. 먼지 구름이 몇 달간 어둠과 추위를 몰고 와서 공룡들은 얼어 죽고 굶어 죽었습니다. 하지만 땅속으로 피신한 작은 생물들이 있었습니다. 그들이 지상으로 나왔을 때 거구의 천적들은 사라지고 없었습니다. 지구는 점차 포유류의 행성이 됐습니다.

인류의 운명을 이끈 지구의 기후변화

- 유인원에서 인류로 진화하다

약 550만 년 전 넓은 물길이 북미와 남미를 갈라놓아 대서양의 해류가 태평양으로 흘러들 수 있게 됐습니다. 하지만 지각 변동으로 두 대륙이 점차 가까워지더니 파나마 지협이 만들어졌습니다. 이로 인해 전 세계의 해류가 재편됐고 그 결과 기후도 변했습니다. 숲이 무성했던 아프리카는 식물이 크게 줄었습니다. 나무 위의 삶에 적합하게 진화한 많은 생물들이 멸종했습니다. 하지만 어떤 환경에 처해도 살아갈 방도를 찾아내는 종들은 버텨내며 진화했습니다.

우리 조상들은 한때 지상의 포식자들을 피해 땅속에 굴을 파고 살았습니다. 공룡이 멸종하자 그들은 밝은 세상으로 나왔고 오랜 세월 동안 나무 위에서 새로운 삶을 살았습니다. 나뭇가지를 옮겨 다니는 데 적합한 엄지손가락과 엄지발가락이 발달했고 필요한 건 그 위에 다 있었습니다. 짧은 거리는 두 발로 걷기도 했습니다. 주위에 나무가 많아 멀리 갈 필요가 없었습니다. 그러다 날씨가 추워져서 나무들이 줄어들며 넓은 초원들이 나타났고 먹이를 찾아 초원을 가로지를 수밖에 없었습니다. 초원에서 생존하려면 다른 기술들이 필요했습니다.

옛날에는 나무 위에 안전하게 앉아서 대형 고양잇과 동물들을 바라봤지만 이젠 같은 공간에서 생활해야 했습니다. 살아남은 이들은 뒷다리로 장거리를 걷는 능력을 키운 종들입니다. 또 필요할 땐 뛸 수도 있어야 했습니다. 세상을 보는 시선이 바뀌었고 걷기로부터 자유로워진 손과 팔로 자유롭게 먹이를 모으고 나뭇가지와 뼈를 주울 수 있었습니다. 그리고 그걸 무기와 도구로 쓸 수 있었습니다.

생각해 보십시오. 지구 반대편에서 일어난 작은 지형 변화가 해류의 경로를 바꿔 아프리카가 춥고 건조해진 겁니다. 나무들은 대부분 새로운 기후를 견디지 못했고 영장류는 다른 보금자리를 찾아야 했습니다. 그러다 어느새 도구를 쓰며 지구를 개조하기에 이릅니다. 지구가 인류의 운명을 이끌었지만 먼 세계들의 보이지 않는 영향도 있었습니다.

빙하기와 인류 정착

- 지구 궤도의 변화, 극단적인 기후 변화 일으켜

행성들은 뜻밖의 방식으로 우리의 삶에 영향을 미쳤습니다. 작지만 가까운 금성과, 멀리 있지만 커다란 목성의 중력이 지구의 자전축을 이리저리 기울였고 지구 궤도의 형태도 살짝 변경시켰습니다. 이는 북극 빙원 가장자리에 비치는 햇빛의 양을 주기적으로 바꿨습니다. 가끔은 북극의 여름이 추워져 해마다 빙하가 남쪽으로 확장되며 가는 길에 놓인 모든 것을 으스러뜨렸습니다. 이것이 빙하기입니다.어떤 땐 지축과 궤도의 변화가 북극의 여름을 따뜻하게 만들어 빙하가 녹으며 물러나기 시작했습니다. 그런 극단적인 기후 변화에서 살아남으려면 임기응변이 얼마나 뛰어나야 했을까요? 빙기마다 대륙 빙하는 확장됐고 그로 인해 세계 해수면이 120m 이상 낮아지며 대륙들 가장자리를 따라 넓은 육지가 나타났습니다.

15,000년에서 25,000년 전 사이 빙기였던 지구에 얼음이 물러나며 잠시 육교가 나타났습니다. 지구의 다른 반구로 통하는 문이 열렸습니다. 방랑자 무리들이 육교를 건너 북미로 갔고 일부는 남쪽으로 갔습니다. 약 10,000년 전, 오락가락하던 기후와 해수면 변동이 멈췄습니다. 보다 온화한 기후의 시대가 시작됐습니다. 바로 우리가 사는 시대입니다. 거대한 빙하가 녹자 해수면은 현재 높이가 됐고 강들은 고지대에서 토사를 실어다 바다와 만나는 곳에 삼각주 평원들을 형성했습니다. 인류는 그 비옥한 평원들에서 식량을 재배하는 법을 비롯해 새로운 생활 방식을 배웠습니다. 이로써 대부분의 인류는 100만 년의 방랑 생활을 끝냈습니다.

* 본 포스팅은 내셔널지오그래픽 채널의 제공으로 네이버캐스트(오늘의 과학 - 다큐사이언스)와 함께 연재되며, 사이언스북스 블로그에는 일부 내용이 추가되어 있습니다. 

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글·영상/사진 제공 : 내셔널지오그래픽채널 http://www.ngckorea.com  

[관련 방송] 내셔널지오그래픽채널 “시간과 공간을 초월한 빅 히스토리, 코스모스 9부. 잃어버린 세계”

2014년 5월 10일 토요일 밤 11시 방송(매주 토요일 밤 11시 방송)

1980년, 전 세계 7억 5천만 명의 시청자를 열광시킨 칼 세이건의 [코스모스]. 2014년, 내셔널지오그래픽채널에서 더욱 화려하게 부활한다. 총 제작비 450억, 총 에피소드 13편, 전 세계 180개국 동시 방송! 과거에도 있었고, 현재에도 있으며, 미래에도 있을 그 모든 것!