우주일년 129,600년을 뒷받침해 주는 자료

KBS-1TV 과학 다큐멘터

빙하기의 흔적들

집잃은 바위:

빙하기의 잔재로 캐나다 앨버트 곡창지대와 미국 센트럴 파크에 난데없이 지반과는 완전히 성격이 다른 바위들이 옮겨져 있는 모습 과연 이만한 크기의 바위를 움직인 힘은 과연 어떤 것이었을까?
　
과학자들은 20세기에 들어와서, 이 돌들이 홍수에 의해 옮겨진 것이라는 생각 대신에 빙하에 의해 운반되었다는 생각을 굳히게 되었다.
　
빙하 속에 파묻힌 북아메리카 상상도: 지난 빙하기에 북아메리카 대륙은 아마 이런 모습을 하고 있었을 것이다. 방하기에 북아메리카 대륙의 중앙을 덮은 얼음은 무려 4,000m 두께에 달하였고, 물론 해변으로 가면 두께는 얇아지겠지만 대부분의 대륙을 덮은 얼음의 두께는 2,000m 이상이었다고 한다. 뉴욕 시카코 등을 포함하여 북위 40 까지 대규모 빙하가 덮혀 있었다.
　
때를 같이하여 유라시아 대륙에도 대규모 빙하가 이동하고 있었다. 이로써 육지의 1.3이 두꺼운 얼음아래 깔리게 되었다.

　
그런데 여기서 중요한 것은, 이렇게 대규모 방하가 형성된 것이 한번 있었던 일이 아니라는 사실이다.
　
　
지난 100만년 동안 적어도 7회의 빙하기가 있었다
육지의 1/3, 100만년동안 적어도 7회: 지난 100만년 동안 적어도 7회의 빙하기가 찾아왔었다.(계산해보면, 대략 14만년마다 1번씩 지구에 빙하기가 찾아왔다는 것이다.) 뉴욕의 센트럴 파크에 굴려다 옮겨놓은 돌들은 대략 11만 5,000년 전쯤부터였던 것으로 알려져 있다.

그렇다면 빙하기는 왜 생기는 것일까?
　
그 답은 우선 지구가 태양을 안고도는 방식, 즉 공전의 형태 속에서 찾을 수 있다. 지구는 가까운 달을 비롯해 다른 행성들, 특히 태양의 영향을 받기 때문에 이들의 영향력으로 형성된 균형상태에서 조금만 벗어나도 지구의 움직임에 이상이 생기게 된다.
　
　
지구궤도가 타원형에서 원형으로 복귀한다
　
궤도변화:

그런데 지구의 이상한 움직임 가운데 공전궤도가 달라진다. 지구의 공전궤도는 원칙적으로 원을 그리는 것인데, 타원을 그리다 다시 원상복귀하는 경우가 10만년을 주기로 하여 한번씩 찾아온다.
　
　
지축이 흔들린다
　
지축변동:

이상상태는 공전궤도에만 국한되지 않는다. 또 한가지 중요한 사실은, 지구 자전축의 기울기가 달라지는 것이다. 지구는 현재 23.4도 기울어져 있다.
　
그렇다면 왜 지축이 기울어졌을까?
　
과학자들의 연구결과에 의하면, 지구 자전축의 기울기는 고정되어 있는 것이 아니라 변한다. 기울기는 대략 4만년을 주기로 하여 커졌다 작아졌다 한다는 것이다.
　
가령 북반구의 한 지역을 예로 들어보자. 기울기가 커지면 보다 많은 태양에너지를 받게 되지만, 기울기가 줄어들면 그만큼 햇볕을 적게 받게 된다. 그러므로 지축의 기울기는 당연히 지구의 기후에 심각한 영향을 미치게 된다는 것이다.

) 침전물 스펙트럼 분석
우주일년 129600년에 대한 과학적 자료로서 Nature지(1999년 2월 25일자)에 실린 한 논문의 내용을 간추려 소개한다. 논문의 요지는 헝가리에 있는 푸라(Pula) 분화구의 호수내의 화분(花粉) 침전물을 스펙트럼 분석을 해보았더니, 124,000년의 주기성을 가지고 지구가 변화한다는 사실이 발견되었다는 것이다.
　
　124,000-year periodicity in terrestrial vegetation change
　During the late Plicene epoch
　K. J. Willis, A. Kleczkowski & S. J. Crowhurst, “124,000-year periodicity in terrestrial vegetation change during the late Plicene epoch”, Nature, Vol 397, 25 Feb. 1999 pp. 685-688
　
　
지난 플라이어신(Pliocene; 300만년에서 260만년 전, 鮮新世) 시기는 지구의 기후 변화 시스템을 이해하는데 매우 중요한 기간이다. 지구가 점진적으로 차가워지는 시기였으며 그 결과 지구상의 빙하가 증가하고 북반구의 활발한 빙결작용이 시작되었다. 여기서 우리는 지난 플라이어신(Pliocene; ∼3 - 2.6 million years ago, 鮮新世) 시기의 기후 변동, 좀더 자세히 말하면 극적이고 전체적인 환경변화를 나타내는 이 시기의 지구상 식물(초목)의 반응에 대한 고해상도의 대륙적인 기록을 보여주려고 한다. 헝가리에 있는 푸라(Pula) 분화구의 호수에서 해마다 얇은 판자모양으로 층층이 쌓여있는 침전물들은 과거 300만년에서 260만년전의 32만년 동안의 지구 기후변화의 기록을 담고 있다. 그 기록의 스펙트럼 분석에 의하면 황도경사(obliquity)와 세차운동(precession)의 주기동안에 들어오는 태양 복사에 대한 지상의 반응을 알수 있지만, 가장 강력한 지상의 반응은 124,000년의 주기를 가지고 일어나는 것이다. 그러므로 푸라 분화구의 기록은 124,000년의 주기를 가지는 온도 시스템의 내부적으로 유도된 비선형적인 반응들은 최소한 지난 플라이어신 기간동안에 일어난 큰 규모의 환경변화을 유도한 세차운동과 황도경사의 궤도 주파수에 가해지는 외부적인 힘만큼 중요하다는 것이다. (중략)
　
그러므로 푸라(Pula) 분화구로부터 얻어진 결과들은 세차운동과 황도경사의 궤도 주기와 더불어 내부적으로 일어난 124,000년의 주기성을 가지는 비선형적인 기후변화도 지상의 식물(초목)의 역학적인 변화를 유도하는데 중요한 역할을 하며, 광범위한 환경적인 변화와도 충분한 관계성이 있음을 나타낸다.
　
이 지상의 결과는 지구 기후 시스템에서의 위급한 시기동안에 식물(초목), 빙하의 양, 그리고 일조력 사이의 물리적인 관계를 이해하기 위한 기초를 제공해 줄 것이다.
　

우주일년 129600년에 대한 과학적 자료로서 월간과학 Newton지 (1997년 10월호)에 실린 내용을 간추려 소개한다. 남극의 얼음기둥에 함유된 물질을 분석한 결과 지난 34만년 동안 빙하기와 간빙기가 3번 바뀌었다는 것이 확인되었다는 것이다.
　
“지구의 과거는 남극대륙을 덮고 있는 수㎞ 두께의 얼음에 가장 잘 간직되어 있다. 남극 빙상에는 태양, 삼림, 사막, 화산등을 기원으로 하는 다양한 물질이 운반되어, 오랜 세월동안 눈과 함께 퇴적된다. 이 눈은 녹지 않고 해마다 쌓여 차츰 얼음이 되는데, 이 과정에서 공기도 기포 형태로 얼음 안에 갇힌다. 과학자들은 이 얼음 속의 여러 물질을 분석하여, 과거 수십만년 동안의 지구 기후 변화를 높은 정밀도로 복원해 낸다. 그래서 남극 빙상은 지구 환경의 타임캡슐로 일컬어진다.
　
1996년 12월, 표고 3810m에 있는 남극의 돔후지 관측 기지에서, 2503.52m 깊이의 빙상코어가 채취되었다. 과학자들이 이 빙상코어의 얼음속에 포함된 동위원소의 비율을 분석하여 과거 기온을 복원하고 각 시대별 환경을 추적한 결과, 25층의 화산회를 찾아내고 지난 34만년동안 ‘빙기-간빙기’가 3번 교차되었음이 확인되었다.”
　
이 데이터는 증산도에서 말하는 우주일년 129,600년의 타당성을 강력하게 뒷받침한다. 약 12만년에 달하는 기후변화의 대주기, 그리고 대 격변의 시기를 추정할 수 있게 해주는 화산회의 흔적이 그렇다.