정용환 기자
6,600만 년 전 멕시코 유카탄 반도 부근에 직경 14km 소행성이 충돌해 공룡을 포함한 동식물종 4분의 3이 멸종했다고 한다. 이 소행성 충돌에서 발생한 쓰나미를 시뮬레이션 모델로 분석하는 동시에 전 세계 100개 이상 지점에서 기록된 지질학적 데이터를 조사한 결과 이 때 발생한 쓰나미가 지구 절반 해봉을 흐트러뜨릴 정도로 강력했다고 한다.
6,600만 년 전 소행성 충돌은 대규모 지진과 화산 분화, 엄청나게 거대한 해일, 급격한 기온 상승과 햇빛 차단에 의한 한랭화 등 사태를 일으켰다. 이런 대량 멸종은 K-Pg 경계라고도 불리며 현재도 소행성 충돌 흔적이 지구상에 남아 있다.
미시간대학 연구팀이 이끄는 팀은 이 소행성 충돌에서 발생한 쓰나미에 대한 연구 결과를 발표했다. 먼저 연구팀은 하이드로코드라는 대규모 충돌을 분석하는 컴퓨터 모델을 사용해 소행성 충돌 첫 10분간 발생한 사건을 모델링했다.
이 모델 분석에선 기존 연구를 바탕으로 지름 14km 소행성이 4만 3,200km/h로 지구에 충돌했다고 가정했다. 소행성은 두꺼운 퇴적물과 얕은 해수로 덮인 화강암 지각에 춛돌해 100km 분화구를 형성해 가스와 먼지를 대기 중에 방출했다는 것. 계속해서 충돌 지점에서 분출한 물체에 의해 물이 밀려 나와 일시적으로 높이 4.5km 파도가 생긴 것 외에 충돌 10분 뒤에는 충돌 지점에서 220km 떨어진 지점에서 높이 1.5km 해일이 형성되어 바다를 가로질러 모든 방향으로 퍼지기 시작했다는 것.
다음으로 연구팀은 이 하이드로코드 시뮬레이션 결과를 MOM6, MOST라는 2가지 글로벌 해양 모델에 입력해 이후 쓰나미가 어떻게 파급됐는지 분석했다. 분석에 따르면 충돌 1시간 뒤에는 해일이 멕시코만을 떠나 북대서양에 돌입했다고 한다.
4시간 뒤에는 당시 남북 아메리카 대륙을 떠나 있던 중앙아메리카 해로를 통해 태평양에 쓰나미가 도달했다. 시뮬레이션 모델에 따르면 멕시코만 외양 해일 높이는 100m가 넘고 북대서양 연안이나 남미 태평양 연안에 도달한 해일은 10m를 넘었다고 한다.
24시간 뒤에는 쓰나미가 태평양과 대서양을 횡단해 양방향에서 인도양으로 쓰나미가 몰려갔다. 이어 48시간 뒤에는 거의 모든 해안선에 쓰나미가 도달했다. 이 쓰나미 에너지는 2004년 발생해 20만 명 이상 사망자를 낸 수마타르섬 앞바다 지진 쓰나미보다 3만 배 가량에 달한다고 추정하고 있다.
이 쓰나미에 의한 해류 속도는 북대서양과 남태평양에선 해저 퇴적물을 침식하기에 충분한 20cm/sec를 넘어 지구에 있어 해분 절반이 영향을 받았다고 한다. 한편 남대서양·북태평양·인도양·지중해에선 해류 속도가 20cm/sec를 넘지 않았을 가능성이 높고 해봉 퇴적물은 해일 영향을 받지 않았다고 보여지고 있다.
연구팀은 컴퓨터모델 외에도 전 세계 120개 지점에서 채취한 퇴적물 지질학적 데이터도 분석했다. 이런 데이터는 대부분 과학적 해양 드릴링 프로젝트에서 채취한 지층 코어이며 연구팀은 6,600만 년 전 대량 멸종을 나타내는 K-Pg 경계에서 퇴적물 상태를 조사했다.
그 결과 북대서양과 남태평양에선 완전하고 중단된 지점이 없는 K-Pg 경계 퇴적물을 갖는 코어가 적고 남대서양·북태평양·인도양·지중해에선 K-Pg 경계가 중단되지 않고 남아 있는 게 많았다고 한다. 이 발견에 대해 연구팀은 외양에서 가장 큰 영향을 받을 것으로 예상되는 지역에 대한 지질학적 증거를 발견했다고 밝히고 있다. 또 이번 연구에서 큰 성과는 공식화가 다른 2가지 글로벌 해양 모델이 거의 동일한 결과를 나타내고 지질 데이터가 이 결과와 일치했다는 것이라면서 모델과 검증 데이터가 훌륭하게 일치했다고 강조했다. 또 이 쓰나미는 지구 반주분 해봉에서 퇴적물을 파괴하고 침식하기에 충분한 강도를 갖고 있었다고 밝혔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이석원 기자
