32억년 전 지구, 대륙 없던 물의 세계였다?

지구는 46억 년 전 탄생한 이후 점점 대륙이 형성된 것으로 알려져 있다. 어느 시점 광대한 육지가 탄생한지 대해선 여러 설이 있다. 이런 가운데 새롭게 발표된 연구 결과에 따르면 32억 년 전 지구는 아직도 물의 세계였다는 지적이 나오고 있다.

콜로라도대학과 아이오와주립대학 연구팀은 호주 북서부 오지에 있는 지질학적 정보가 담긴 대륙 지각인 필바라 크레이톤(Pilbara Craton)을 중심으로 프로젝트를 시작했다. 이 지각에는 32억 년 지구의 해양 플레이트가 존재하고 있다고 한다.

연구팀은 이 지각에 포함된 32억 년 전 해양 플레이트에 포함된 다양한 종류의 산소에 주목했다. 100개 이상 바위에서 발견한 산소동위원소인 산소-16(16O)과 산소-18(18O)의 상대적인 양을 분석하고 당시와 현재 바다 차이를 비교하려 했다. 산소-18은 산소-16보다 조금 무거워 증발하기 어렵다는 특징이 있다.

32억년 전 해양 플레이트를 분석한 결과 당시 해수는 현재보다 더 많은 산소-18을 포함하고 있었다는 게 밝혀졌다. 이유로 가장 가능성이 높은 설명은 당시 지구에는 대륙이 존재하지 않았다는 것이다. 왜냐하면 대륙이 형성되면 지각에 포함된 점토가 해수 중 무거운 산소동위원소 그러니까 산소-18을 흡수해버리기 때문이다.

이 분석 결과에 대해 연구팀은 해양에서 대륙이 없으면 산소동위원소 비율은 오늘날과는 다르다면서 그 값은 이번 조사에서 밝혀진 그 자체라고 말한다. 하지만 조사 결과가 당시 지구에는 일절 대륙이 없었다는 걸 나타내는 건 아니다. 연구팀은 작은 미소 대륙이 바다 곳곳에 존재한 건 아닌지 의심하고 있다. 하지만 지금처럼 곳곳에 거대한 대륙이 존재했다고는 생각하지 않는 것이다.

연구팀은 또 32억년 전 바다에 산소-18이 존재하는 다른 이유도 생각하고 있다. 대륙이 지금까지 생각했던 것보다 훨씬 늦은 시기에 형성된 경우 산소-18을 흡수할 점토가 육지가 아닌 바다에서 형성될 수 있고 그렇게 되면 이번 발견과 비슷한 화학적 특징이 발생할 수 있다는 것이다.

한 전문가는 지구에 존재하는 가장 오래된 대륙 물질은 40억 년 전 것으로 대륙 출현과 성장에 대해 지금까지 끊임없이 논의해왔지만 지질학자들은 다양한 방법으로 대륙 부피가 시간과 함께 어떻게 변화해왔는지를 추정하려 한다고 말했다. 이런 점에서 대륙 성장과 침식에 따른 화산 활동이 지구 해양과 대기 구성을 바꿨기 때문에 이 정보는 중요하다면서 대륙이 언제 발생했는지에 대한 새로운 연구에 대해선 환영할 일이라고 말했다. 연구팀은 앞으로 더 젊은 연령대 해양 지각의 산소동위원소 비율을 조사할 예정이라고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.