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- 현대의 증거는 중정석의 동위 원소 86Sr과 87Sr의 비율은 원시 해양의 지구 화학적 과정 반영
- 일부 과학자들 심해의 열수 통풍구를 첫 번째 생명의 요람으로 간주
- 다른 과학자들은 물이 가득 찬 충돌 분화구, 육지의 지열 웅덩이, 지구의 깊은 지각을 선호

37억 년 전 첫 번째 육지?
대륙 지각은 생각보다 5억 년 일찍 형성됐을 수 있다.

고대 지각 :
지구는 37억 년 전에 대륙의 예비적 형태를 가질 수 있었을 것이다.
이것은 생각보다 5억 년 더 빠르다. 이때부터 중정석 광물의 동위 원소가 이를 증명한다.
그들은 그 당시에도 대륙 지각암의 풍화가 있었음에 틀림이 없다는 것을 증명한다.
판 구조론이 이전에 예상했던 것보다 일찍 시작되었음을 의미할 수 있다. 

▲ 대륙 지각은 이전에 생각했던 것보다 훨씬 일찍 형성됐을 수 있다. © Simone Marchi / SwRI

처음에 우리 지구는 아마도 물 행성이었을 것이다.
거대한 육지가 없고 해양 지각이 지배하는 세계였다. 일부 물에 가라앉아 있는 산 아래에서 대륙 지각이 점차 나타났는데, 아마도 판 구조론의 시작으로 촉발됐을 것이다. 이 첫 번째 대륙 뿌리에서 첫 번째 육지 덩어리는 위로 자라서 우리 행성의 모양과 물질 순환을 영원히 바꾸었다.

그러나 이 중대한 변화가 시작되었을 시기에 관해 논쟁의 여지가 있다.
일부 연구에서는 판 구조론이 약 30억 년 전에 시작되었다고 제안하는 반면, 다른 연구에서는 32억 년에서 35억 년 전에 최초의 대륙 지각과 판 표류가 존재했다고 제기한다.

현대의 증거, 중정석의 동위 원소

베르겐 대학의 Desiree Roerdink와 함께 일하는 연구원들은 이제 대륙이 훨씬 더 일찍 형성되었다는 증거를 제시했다. 연구를 위해 그들은 32억에서 35억 2천만 년 전에 광물 중정석의 6가지 다른 발생을 조사했다. 중정석은 선사 시대에 열수 온천에서 형성된 황산염 광물이다. 뢰르딩크(Roerdink)는 "그 당시의 중정석의 구성은 그것이 만들어졌을 때와 지금도 동일하다"고 설명했다.

그러나 결정적인 요소는 그것이 형성될 때 중정석이 주변 해수로부터 스트론튬 원자를 결정 격자에 저장한다는 것이다. 동위 원소 86Sr과 87Sr의 비율은 원시 해양의 지구 화학적 과정을 반영하므로 당시 대륙 지각의 화학적 풍화가 있었는지 여부를 알 수 있다.
Roerdink는 "이는 중정석을 초기 지구의 과정에 대한 정말 훌륭한 증인이 되게 한다"고 말했다.

▲ 자료사진 중정석. 발견 장소 : Cerro Warihuyn (Huarihuyn), Miraflores, Huamalies Province, Department Huanuco, Peru (location at mindat.org) 기반암에 투명, 무색및 납작한 판표 모양의 중정석 결정 그룹. 전체 크기 : 56mm x 53mm. 대형 크리스탈 : 너비 22mm, 두께 3mm. 무게 : 74g. 손상없이 Author : Carlesmillan

이미 37억 년 전에 풍화

분석 결과 :
가장 오래된 중정석 퇴적물조차도 순수한 해양 지각의 지구 화학으로 설명할 수 없는 동위 원소 비율을 보여준다. 연구팀은 "우리의 결과는 약 37억 년 전에 공기에 노출된 더 발달된 지각의 존재와 풍화가 필요하다"고 보고했다. "지각의 풍화는 이전에 생각했던 것보다 5억년 일찍 바다의 화학에 영향을 미쳤다.“

그것은 37억 년 전에 적어도 어떤 곳에 육지가 있었음에 틀림이 없다.
그 바위는 날씨의 영향으로 풍화되어 퇴적물로 바다로 씻겨졌다. 그 당시에 얼마나 많은 땅이 있었고 그것이 어디에 있었는지 불행히도 선사 시대 중정석의 스트론튬 값을 밝히지 않았다.

▲ 남아프리카의 Barberton Greenstone에 있는 적갈색 중정석 결정. © Desiree Roerdink

첫 번째 생명의 발전에도 의의

“5억 년은 긴 시간이다. 이것은 생명의 기원에 대한 우리의 생각에도 의미가 있을 수 있다.”라고 Roerdink는 설명했다. 최초의 생명체가 언제 어디서 어디에 있는지 명확하게 밝혀지지 않았고 논쟁의 여지가 있기 때문이다.

일부 과학자들은 심해의 열수 통풍구를 첫 번째 생명의 요람으로 보고 있지만, 다른 과학자들은 물이 가득 찬 충돌 분화구, 육지의 지열 웅덩이 또는 심지어 지구의 깊은 지각을 선호한다.

땅의 첫 부분이 37억 년 전에 노출되었다는 것이 확인된다면, 이것은 더 많은 지상의 요람에 대한 논쟁을 강화 시킬 수 있다. 그러나 더 많은 연구가 여전히 필요하다.
(EGU General Assembly 2021; abstract)

출처: European Geosciences Union (EGU)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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