메뉴
BL
404 Media • 16일 전

잃어버린 초대륙 곤드와나, 지구 생명사를 다시 쓰다

IMP
6/10
핵심 요약

과학자들이 수장된 초대륙 곤드와나의 잔해를 확인하고, 5억 5천만~5억 년 전 곤드와나가 지구 육지의 약 80%를 차지했던 진정한 초대륙이었음을 밝혀냈습니다. 이 대륙의 형성은 캄브리아기 대폭발을 촉진했으며, AI와 새로운 동위원소 분석 기법을 활용해 고대 대륙의 지도를 복원한 연구입니다.

번역된 본문

과학자들이 5억 년 이상 전 복잡한 생명의 대폭발에 결정적인 역할을 했던 거대한 잃어버린 초대륙의 수장된 잔해를 확인했다고 수요일 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 발표된 연구가 보고했습니다.

연구팀은 고대 대륙 파편에서 2만 5천 개 이상의 암석을 수집해, 8억~5억 년 전 남반구에서 형성된 거대한 육지인 곤드와나의 과거 윤곽을 재구성했습니다.

곤드와나의 실제 크기는 오랫동안 논쟁의 대상이었지만, 일반적으로 당시 지구 육지의 3분의 2를 차지했으며 '초대륙' 지위에는 못 미친 것으로 여겨져 왔습니다.

이제 중국 지질과학원의 지구과학 교수인 타오 왕(Tao Wang)이 이끄는 과학자들은 곤드와나가 5억 5천만~5억 년 전 지구 육지의 약 80%를 차지했음을 밝혀내, 이것이 초대륙이었음을 확인했습니다.

새 연구에 따르면, 이 거대한 대륙의 형성은 약 5억 3천 8백만 년 전 시작된 복잡한 생명의 급격한 확산인 캄브리아기 대폭발(Cambrian explosion)의 연료가 되었으며, '지구 내부의 과정'과 '지구 역사상 가장 심대한 생명의 확장' 사이의 근본적인 연관성을 확립했습니다.

커틴 대학교 지구과학 교수이자 연구 공동 저자인 윌리엄 콜린스(William Collins)는 404 미디어와의 통화에서 이 곤드와나 고대 잔해의 발견은 '우연이었다'며 '우리는 이것을 찾고 있지 않았다'고 말했습니다.

왕은 같은 통화에서 팀의 진행 중인 연구가 앞으로 더 많은 놀라움과 통찰을 가져올 것이라고 덧붙였습니다. '데이터베이스를 확장하면 아마 새롭고 예상치 못한 결과를 얻게 될 것'이라고 그는 말했습니다.

왕은 오랜 기간 러시아 우랄산맥에서 아시아를 거쳐 태평양까지 뻗어 있으며 대륙판 충돌로 형성된 지역인 중앙아시아 조산대를 연구해 왔습니다.

최근 몇 년간 그의 팀은 '딥타임 디지털 어스(Deep-time Digital Earth)'라는 국제 협력의 일환으로 이 지역 등에서 수천 개의 마그마 암석 데이터베이스를 구축했습니다.

연구자들은 AI를 새로운 기법과 결합해 이 표본 다수의 기원을 처음으로 식별할 수 있었고, 이를 통해 먼 과거의 대륙을 재구성할 수 있는 세계 지도에 배치할 수 있었습니다.

'특수 기법을 사용해 좌표와 위치를 얻었다'며 '이런 방식으로 연구를 아시아에서 전 세계로 확장했다'고 왕은 말했습니다.

'충분한 데이터를 수집하면 이 고대 지각 블록들이 어디에 있었는지 지도로 그릴 수 있다'고 콜린스는 말했습니다. '이렇게 해서 지구의 새로운 지도, 즉 5억 년 이상으로 거슬러 올라가는 심부 지각 지도를 발견하게 되었습니다.'

이 세계 지도는 오랜 판구조 활동과 대륙의 이동으로 흩어져 지구 곳곳에 분포하게 된 곤드와나의 파편들을 드러냈습니다.

특히 연구팀은 콜린스가 잃어버린 곤드와나 초대륙의 '지문'이라고 표현한 사마륨과 네오디뮴 원소의 동위원소를 분석했으며, 이 지문들은 훨씬 젊은 암석 속에 간직되어 있었습니다.

'우리가 보고 있는 사마륨-네오디뮴 동위원소 지도는 단지 시간을 거슬러 가는 것, 일종의 타임머신이 아니라, 암석이 있는 산이 겨우 2천만 년밖에 되지 않았음에도 5억 년 전에 형성된 고대 대륙 육지를 식별할 수 있게 해주는 공간적 특성을 지니고 있다'고 콜린스는 설명했습니다.

연구 결과는 곤드와나가 수십억 년의 단순한 미생물 시대 이후 크고 복잡한 생명이 갑자기 등장한 시대인 캄브리아기 대륙 지각의 압도적 대부분을 구성했음을 보여줍니다.

거의 모든 주요 동물 문(phylum)은 이 캄브리아기 생명의 '대폭발'에서 처음 등장했으며, 이후 우리 행성에 서식해 온 놀라운 종의 풍요와 다양성의 토대를 마련했습니다.

원문 보기
원문 보기 (영어)
🌘 Subscribe to 404 Media to get The Abstract , our newsletter about the most exciting and mind-boggling science news and studies of the week. Scientists have identified the submerged remnants of a giant lost supercontinent that played a pivotal role in the explosion of complex life more than 500 million years ago, reports a study published on Wednesday in Science Advances . By gathering over 25,000 rocks from ancient continental fragments, a team reconstructed the past contours of Gondwana, a massive landmass that formed between 800 and 500 million years ago in the Southern Hemisphere. Gondwana’s true size has long been a matter of contentious debate, but it is generally thought to have taken up two-thirds of Earth’s land at the time, falling short of “supercontinent” status. Now, scientists led by Tao Wang, a professor of geoscience at the Chinese Academy of Geological Sciences, have revealed that Gondwana accounted for roughly 80 percent of Earth’s landmass between 550 and 500 million years ago, confirming that it was a supercontinent. The formation of this colossal realm helped fuel the Cambrian explosion, a rapid proliferation of complex life that began about 538 million years ago, establishing a fundamental link between “deep-Earth processes” and “the most profound expansion of life in Earth history,” according to the new study. The discovery of these ancient Gondwanan remains was “serendipitous,” said William Collins, a professor of geosciences at Curtin University and an author on the study, in a call with 404 Media. “We weren't looking for this.” Wang added in the same call that the team’s ongoing research is likely to yield more surprises and insights in the future. “If we expand our database, maybe we will have new, unexpected results,” he said. For much of his career, Wang has studied the Central Asian Orogenic Belt, a region that stretches from Russia’s Ural Mountains across Asia to the Pacific Ocean that is shaped by the collision of continental plates. In recent years, his team has assembled a database of thousands of magmatic rocks from this region, and others, as part of an international collaboration called Deep-time Digital Earth . Using AI in combination with new techniques, the researchers were able to identify the origins of many of these samples for the first time, allowing them to place them into a global map that could be used to reconstruct the continents of the deep past. “We used special techniques to get coordinates and locations,” Wang said. “In this way, we expanded our research from Asia to globally.” “If you collect enough data, you can then map out where these ancient crustal blocks were,” said Collins. “This is how we came across this new map of the Earth—this deep crustal map extending back 500—and more—million years ago.” This global map revealed disparate chunks of Gondwana that had been broken apart and strewn across the planet by eons of tectonic activity and shifting continental permutations. In particular, the team looked at isotopes of the elements samarium and neodymium, which Collins described as “fingerprints” of the lost Gondwanan supercontinent that have ended up embedded inside much younger rocks. “The samarium-neodymium isotope maps that we're looking at are not only a step back in time—they're like a time machine—but they have this spatial character that allows us to recognize an ancient continental landmass that formed 500 million years ago, even though the mountains that the rocks are in are only 20 million years old,” Collins explained. The results show that Gondwana made up the vast majority of the continental landmass of the Cambrian period, an era that featured the sudden appearance of large and complex life, following billions of years of simple microbial organisms. Almost all major animal families first emerged in this Cambrian “explosion” of life, setting the stage for the incredible abundance and diversity of species that has inhabited our planet ever since. This massive supercontinent was shaped by a “subduction girdle” of tectonic activity that stretched across 79 percent of Earth’s circumference. The geological upheaval produced by the structures supercharged volcanic activity, which in turn belched out greenhouse gasses into the atmosphere and warmed the planet from its previous “Snowball Earth” phase. The combination of this warmer climate, along with an enrichment in new ingredients for life, paved the way for the Cambrian explosion, according to the team. “This Ring of Fire that formed straight after Gondwana was a source of a huge amount of volcanic gasses, just like the volcanoes around the Circum-Pacific are today,” said Collins. “Those volcanic gasses—particularly water and [carbon dioxide]—are absolutely vital, for climate change, and also for biodiversity.” In this way, planet-scale geological dynamics powered the lush biosphere that we still occupy today, as well as the 500-million-odd years of phantasmagorical ecosystems that preceded it. To reconstruct this process in even more detail, the team plans to expand their rock database and map out the remnants of this long-lost supercontinent with more precision. “Maybe we can find other new directions, and solve other fundamental Earth science problems,” Wang concluded. 🌘 Subscribe to 404 Media to get The Abstract , our newsletter about the most exciting and mind-boggling science news and studies of the week.