얼어붙은 지구 – 하얀 지구 |

얼어붙은 지구 - 하얀 지구

01 생명 행성의 색

점점 더 많은 위성이나 우주 정거장이 우주를 비행하면서 점점 더 많은 지구 사진이 전송되고 있습니다. 지구 면적의 70%가 바다로 덮여 있기 때문에 우리는 종종 우리 자신을 푸른 행성이라고 묘사합니다. 지구가 따뜻해짐에 따라 북극과 남극의 빙하가 녹는 속도가 가속화되고 해수면이 계속 상승하여 기존 토지가 침식될 것입니다. 미래에는 해양 면적이 더욱 넓어지고 지구의 기후는 점점 더 복잡해질 것입니다. 올해는 매우 덥고, 내년은 매우 춥고, 재작년은 매우 건조하고, 다음 해에는 폭풍우가 닥쳐 재앙이 될 것입니다. 우리 모두는 지구가 인간이 살기에 거의 부적합하다고 말하지만 사실 이것은 지구의 작은 정상적인 변화일 뿐입니다. 자연의 강력한 법칙과 힘 앞에서 인간은 아무것도 아닙니다.

1992년 캘리포니아 공과대학 지질학 교수인 조셉 키르쉬빈크(Joseph Kirschvink)가 처음으로 '눈덩이 지구(Snowball Earth)'라는 용어를 사용했는데, 이는 이후 주요 지질학자들에 의해 지지되고 개선되었습니다. 눈덩이 지구(Snowball Earth)는 현재 완전히 확정할 수 없는 가설로, 지구 역사상 가장 크고 가장 극심한 빙하기를 기술하는 데 사용됩니다. 지구의 기후는 지구 평균 기온이 섭씨 -40~50도에 달할 정도로 극도로 복잡했고, 지구가 너무 추워서 표면에 얼음만 있을 정도였습니다.

02 눈덩이 지구의 얼음 덮개

눈덩이 지구는 아마도 선캄브리아기 원생대에 속하는 신원생대(약 10억~60억년 전)에 발생했을 것으로 추정된다. 지구의 역사는 매우 오래되고 길다. 인류의 수백만 년의 역사는 지구에게는 눈 깜짝할 순간에 불과하다고 이전에 말했습니다. 우리는 흔히 현재의 지구가 인간의 변천 아래서 너무나 특별하다고 생각하지만, 사실 그것은 지구와 생명의 역사에 있어서는 아무 것도 아니다. 중생대, 시생대, 원생대(총칭하여 암호대라고 하며 지구의 46억년 중 약 40억년을 차지함)와 신원생대에 속하는 에디아카라기는 지구에서의 생명의 특별한 시기이다.

눈덩이 지구 시대에는 땅이 완전히 눈과 얼음으로 덮여 있었고 바다도 육지도 없었습니다. 이 시대 초기에는 지구상에 적도 근처에 초대륙(Rodinia)이라는 땅이 단 한 군데만 있었고 나머지 지역은 바다였습니다. 지구가 활동하는 상태에서는 화산이 계속해서 폭발하고, 해수면에 더 많은 암석과 섬이 나타나 육지 면적이 계속해서 확장됩니다. 화산에서 배출되는 이산화탄소는 지구를 감싸 온실 효과를 형성합니다. 지금처럼 빙하는 지구의 북극과 남극에 집중되어 있어 적도 근처의 땅을 덮을 수 없습니다. 지구 활동이 안정되면서 화산 폭발도 줄어들기 시작하고, 공기 중의 이산화탄소 양도 줄어들기 시작합니다. 이산화탄소를 흡수하는 중요한 요인은 암석의 풍화작용입니다. 암석은 광물의 구성에 따라 크게 규산염암과 탄산염암으로 구분된다. 규산염 암석은 화학적 풍화 작용 동안 대기 CO2를 흡수한 다음 CO2를 CaCO3 형태로 저장하여 지질학적 시간 규모의 탄소 흡원 효과(>100만년)를 형성합니다. 탄산염 암석의 풍화 작용은 또한 대기로부터 CO2를 흡수하여 HCO3- 형태의 더 짧은 시간 규모의 탄소 흡수원(<100,000년)을 형성할 수 있습니다.

이것은 동적 평형 과정입니다. 암석 풍화에 의해 흡수되는 이산화탄소의 양이 화산 배출의 양을 초과하면 온실 가스가 완전히 소비되고 온도가 떨어지기 시작할 때까지 대기 중 이산화탄소 농도가 급격히 감소하기 시작합니다. 지구의 두 극에 있는 빙하가 자유롭게 퍼지기 시작합니다. 빙하의 면적이 증가함에 따라 지구 표면에 흰색 부분이 점점 더 많아지고 눈 덮인 지구에 의해 햇빛이 다시 우주로 반사되어 온도 저하가 더욱 악화되고 빙하 형성이 가속화됩니다. 냉각되는 빙하의 수가 증가하고 – 더 많은 햇빛이 반사되고 – 더 냉각되고 – 더 많은 하얀 빙하가 있습니다. 이 순환에서 양극의 빙하는 점차 모든 바다를 얼려 결국 적도 근처의 대륙을 치유하고 마침내 두께 3000미터가 넘는 거대한 빙상을 형성하여 지구를 완전히 얼음과 눈의 공으로 감싸게 됩니다. . 이때 지구에 대한 수증기의 융기 효과는 현저히 줄어들었고, 공기는 유난히 건조했다. 햇빛은 두려움 없이 지구를 비추다가 다시 반사되었습니다. 자외선의 강도와 추운 기온으로 인해 지구 표면에는 어떤 생명체도 존재할 수 없었습니다. 과학자들은 수십억 년에 걸쳐 지구를 '하얀 지구' 또는 '눈덩이 지구'라고 부른다.

03 눈덩이가 녹는 대지

지난달 이 시기에 친구들과 지구 이야기를 했을 때 누군가 나에게 '이 주기에 따르면 지구는 항상 얼어붙어야 한다'고 물었다. 나중에 어떻게 녹았지?' 이것이 대자연의 법칙이고 자기회복의 힘이다.

지구는 최대 3000m 두께의 얼음으로 완전히 덮여 있어 암석과 공기가 고립되어 있고, 암석은 풍화 작용으로 이산화탄소를 흡수할 수 없습니다. 그러나 지구 자체의 활동은 여전히 화산 폭발로 이어질 수 있으며 천천히 대기 중으로 이산화탄소를 방출합니다. 과학자들의 계산에 따르면, 눈덩이 지구의 얼음이 녹으려면 이산화탄소 농도가 현재 지구 농도의 약 350배, 즉 전체 대기의 13% 이상(현재 0.03%)을 차지해야 하며, 이 증가 과정은 매우 느립니다. 지구 대기가 충분한 이산화탄소와 메탄을 축적하여 강력한 온실 효과를 형성하는 데 약 3천만년이 걸렸습니다. 빙하가 녹기 시작했고 적도 근처의 대륙이 얼음을 드러내기 시작했습니다. 노출된 땅은 얼음보다 색이 더 어두웠고, 더 많은 태양열을 흡수하고 긍정적인 피드백을 시작했습니다. 지구의 온도는 더욱 상승하고, 빙하는 더욱 감소하여 햇빛을 덜 반사하고, 더 많은 암석을 노출시키며, 더 많은 열을 흡수하고, 점차 얼지 않는 강을 형성하며... 지구가 회복되기 시작합니다!

자연 법칙과 지구 생태계의 복잡성은 인간의 이해와 상상을 훨씬 뛰어넘습니다. 대기 중 CO2 농도가 증가하면 지구 온난화가 발생하고 온도가 높아지면 암석의 화학적 풍화 작용이 강화됩니다. 대기로부터 흡수되는 CO2의 양도 증가하여 대기 중 CO2의 급격한 성장을 억제하고 지구 냉각을 초래하여 음의 되먹임 메커니즘을 형성합니다. 반면, 지구의 온도가 낮으면 화학적 풍화 작용의 강도도 낮아지며, 대기 중 CO2를 흡수하는 흐름도 매우 제한됩니다. 결과적으로 화산 활동과 암석 변성 작용으로 배출된 CO2가 축적되어 지구의 온난화를 촉진하고 지구의 온도가 너무 낮아지는 것을 방지할 수 있습니다.

종종 수십억 년에 걸쳐 측정되는 이러한 변화는 인간이 통제할 수 있는 것이 아닙니다. 자연의 평범한 구성원으로서 우리가 더 해야 할 일은 자연을 변화시키거나 파괴하기보다는 자연에 순응하고 자연의 법칙에 순응하는 것입니다. 환경을 보호하고 생명을 사랑하는 것은 모든 인간이 해야 할 일입니다. 그렇지 않으면 우리는 멸종될 것입니다.

게시 시간: 2023년 8월 29일