다큐멘터리 경이로운 지구
(NHK작: 원제 '지구대진화 46억년 - 인류에게로의 여행')

인류가 태어난 이유에 대한 장엄한 여정을 다룬 6부작 다큐멘터리

2부 - 얼어붙은 지구 中


뉴욕 센트럴파크의 공원에는 미아석이라 불리는 암석들이 많이 있는데 공원 주위의 지질과는 성분이 달라 그 출처가 의아했으나 최근의 연구에서 빙하가 옮겨온 돌로 밝혀졌다.

실제 그린란드에 존재하는 지금의 미아석. 빙하가 떨어져 나가면서 같이 떨어진 암석들이다. 따라서 미아석같은 빙하
퇴적물이 발견된다면 그곳은 과거 빙하가 덮혀있었던 곳인 셈..

미아석의 위치로 밝혀진 2만년전 최근 빙하기에 얼음이 지구를 덮었던 모습. 빙하기라 해도 얼음이 덮었던 곳은 극지방의 주위였을 뿐이었다고..

캐나다 몬트리오주 휴론호수에서 발견된 가장 오래된 빙하퇴적물. 22억년전에서 20억년전에 걸쳐 다양한 암석, 자갈따위가 빙하퇴적물로 떠내려왔다고. 거기다 이런 20억년전 빙하퇴적물이 지구 여러곳에서 발견되었다고 한다.

20억년전의 빙하퇴적물들의 위치. 허나 지각 이동이 있었기에 현재 빙하퇴적물의 위치론 빙하가 덮었던 위치를 당장 알아낼 수가 없었다. 그런데 남아프리카의 빙하퇴적물은 빙하의 위치를 밝혀줄 수 있는 중요한 자료로 밝혀지는데..

남아프리카의 빙하퇴적물은 용암이 굳어진 것으로 자기장을 띄고 있다. 그 자기장은 용암이 흘러내렸을 당시 위치의 지자기와 일치하는데 그 자기장을 분석해보니 놀랍게도 적도 부근에서 만들어진 빙하퇴적물이라 한다. 즉 22억년 전엔 위
와같이 지구 전체가 꽁꽁 얼어버린 지구 동결현상이 있었을 것이라 한다. 더군다나 적도 부근의 빙하퇴적물은 8억년전과
6억년전 사이 지층에서도 발견됐는데 지금까지 지구는 수백만년에서 수천만년에 걸친 지구동결 현상이 두차례나 있었다고..

그렇다면 지구 생물 멸종을 초래할 지구대재앙을 만든 지구 동결현상은 왜 일어난 것일까? 그 이유는 과거 22억년전까지 바다에 널리 있었을 메탄균에서 유추해 볼 수 있다고 한다. 메탄균이 만든 메탄가스는 이산화탄소의 4배가량의 온실효과를 만들 수 있으며 당시의 태양열을 보존하는 데 가장 큰 역활을 했다고 한다.

그런데 그런 바다속에 새로운 이변이 탄생하는데 어떤 우연한 유전자의 조합으로 전혀 새로운 미생물이 탄생한다. 바로 광합성을 하여 산소를 만들어 내는 최초의 세균. 남조류의 탄생이다.
남조류가 만든 산소는 대기중에 대량으로 방출됐고 그런 대량의 산소는 어느 한계치를 넘었을 때 당시 대기를 뒤덮던 
메탄과 화학반응을 하여 메탄의 농도를 떨어뜨려 버렸고 온도를 유지시켜주던 온실효과를 없애 전면적인 동결현상을 초래한다. 아이러니하게도 생물 자신 스스로 자신의 위기를 만든 것이라고..

바다를 천m까지 얼려버릴 수 있던 동결현상 가운데서 인류의 선조는 어떻게 살아남을 수 있었을까? 그것은 바로 지열이
있는 지대에서 찾아볼 수 있다고.. 위의 사진은 얼음이 뒤덮은 아이슬란드의 온천인데 이곳엔 광합성을 할 수 있는 남조류를 비롯, 그 영양분을 매개로하는 수많은 미생물들이 발견된다.
아마도 지구 동결현상이 있었던 당시 지구의 생물들은 이런 지구 내부의 열에 기댄체 겨우겨우 연명할 수 있었을 것이라 한다.

억년전 지구 동결현상이 있기전까지 인류 선조의 상상도인데 지금의 단순한 동물성 플랑크톤에 불과했다고 한다. 지구의 역사를 1년으로 가정하면 6억년전은 11월 중순에 해당하는데 즉 인류의 선조는 생물 역사 80%이상을 미생물로 있었던 셈.. 그런데 지구 동결현상의 절정은 바로 지구 동결현상이 끝난 직후 드러나게 된다.

혹독한 지구 동결현상을 겪고난 후 생물은 비약적인 진화를 이룩하게 되는데 6억년전 동결현상이 있은 후 발견된 최초의 대형생물 프테리디늄이다. 이건 물고기도 광합성을 하는 나뭇잎도 아닌 바닥의 펄의 양분을 먹고사는 정체를 알 수 없는 이상한 생물.

동결현상이 있은 후 세계 곳곳에 이런 대형생물이 발견되기 시작하는데.. 그 종류가 자그마치 100종류 정도나 되며 이런 생물군은 에디아카라 생물군으로 불려지게 된다. 그 가운데서 인류의 선조도 비약적인 발전을 한다

올챙이처럼 보이는 이 생물의 화석은 호주에서 발견된 것으로 아직까지 그 이름조차 명명되지 않았다. 이것이 아마도 인류를 포함한 척추동물의 선조로 보인다고..

몸길이는 불과 6cm에 불과하지만 미생물로부터는 10만배나 커진 셈. 30억년이나 미생물로 있던 인류의 선조가 마침내
눈에 보이는 생물로의 진화를 이룩한 것.

이런 비약적 진화는 6억년전 동결현상 말고도 22억년전 동결현상이 끝났을 무렵에도 똑같이 발견되는데 세균에 불과한 단순한 생물에서 크기가 약 천배가량 커진 진핵생물로 발전, 세포 속에 핵과 여러기관을 지닌 눈에 띄게 복잡한 생물로 진화했다는 것이다. 그럼 이런 동결현상은 어떻게 생물의 몸집을 크게 만들 수 있었을까?

남아프리카 칼라하리. 세계 최대의 망간 생산지. 대량의 망간이 여기 쌓인 것은 지구 동결현상이 있던 22억년 직후로
이 망간은 모두 이산화망간으로 망간과 산소가 결합하여 만들어진 것. 즉 당시 지구동결 현상이 있은 후 갑자기 막대한양의 산소가 만들어져 이런 이산화망간을 만들수 있었다 한다.

원래 0%에 가까웠던 대기 중 산소 농도가 22억년전 지구 동결현상이 있은 직후 1%로 올라가게 됐고 6억년전 동결 현상에서는 지금과 가까운 20%대까지 올라갈 수 있었다는 것. 좀처럼 변하지 않는 산소의 농도가 급격하게 올라가게 된 건
전부 지구 동결현상이 있던 직후라 한다. 산소는 막대한 에너지를 이끌어낼 수 있는 분자. 그런 에너지를 이용할 수 있었기에 인류는 비약적인 진화를 이룩할 수 있었던 셈.. 그럼 이 산소들은 어디서 온 것인가?

지구 동결현상 중에 화산활동으로 만들어진 이산화탄소는 원래라면 바다속에 대부분 흡수되어야 하나 얼음이 뒤덮힌 바다엔 그것이 이루어질 수 없었고 결국 이산화탄소 농도가 지금 기준 2천~3천배에 이르렀을 때 강한 온실효과가 일어나기 시작했고 빙하는 대붕괴를 시작했다. 생물을 숨겨줬던 지구 내부의 열이 동결현상 마저 종결시켜 준 것.
그리고 높은 이산화탄소 농도와 약50도에 이르는 높은 온도 덕에 남조류같은 광합성 생물은 엄청난 번식을 성공. 결국 그것이 지구의 산소 농도를 지금과 같은 상태로 만들고 대형 생물로의 진화를 이룩하게 된 결정적인 역활을 한 것이다. 지구 동결현상이 없었다면 이런 엄청난 진화는 사실상 불가능했던 것이라 한다. 위의 사진은 남조류가 지구의 바다를 덮어 녹색의 별이 돼버린 지구의 모습.