고대의 화산폭발이 전 지구적인 멸종을 일으키다

이전에 알려지지 않은 거대한 화산폭발이 2억 6천만년 전, 거대한 멸종 사건을 일으켰다는 사실이 Leeds 대학의 과학자들에 의해 밝혀졌다.
중국 서남부의 Emeishan 지역에서 일어난 화산 폭발은 50만 입방 킬로미터의 면적을 용암으로 덮었으며, 이는 Wales 크기의 다섯 배에 해당하는 것으로 이 사건은 세계 해양 생태계를 쓸어가 버렸다.

특별하게도, 과학자들은 이번 연구를 통해 화산 폭발의 정확한 시기를 집어낼 수 있었으며 이를 거대한 멸종 사건과 연결시킨 결과를 Science 지에 게재했다. 이것은 이 폭발이 얕은 해양에서 일어났기 때문인데, 현재 화석화된 해양 생물의 연대를 쉽게 추정할 수 있는 퇴적암 층 사이에 화성암 층이 발견되고 있기 때문이다.

화산 폭발 직후에 형성된 퇴적암 층은 다양한 형태의 생물들이 큰 규모로 멸종했다는 사실을 보여주고 있으며, 화산 폭발이 이 거대한 환경 재해의 원인과 연관이 있다는 점이 명백했다. 화산 폭발이 전 지구적으로 영향을 미친 이유는, 이 사건이 얕은 바다 근처에서 일어났다는 점과 무관하지 않다. 빠르게 흘러내린 용암은 화산 폭발 초기부터 얕은 바다와 만나면서 격렬한 폭발을 일으키고, 성층권으로 막대한 양의 이산화유황을 배출했다.

“빠르게 흐르며 점성이 약한 마그마가 얕은 바다와 만나는 것은, 마치 뜨거운 프라이 팬을 물속으로 던지는 것과 같습니다. 아마 거대한 구름을 형성하며 폭발하는 장관이 연출되었을 것입니다.”라고 이번 보고서의 주저자이며, Leeds 대학의 고생물학자인 Paul Wignall 교수가 설명했다.

이산화유황이 대기 중으로 유입되면서 전 세계적으로 퍼지는 거대한 구름이 형성되고, 이 현상이 지구를 냉각시켜 결과적으로 많은 양의 산성비가 내리게 되었을 것이다. 과학자들은 화석에서 얻은 데이터를 바탕으로, 이 환경 재해가 화산 폭발 초기 단계에 일어났을 것이라고 평가했다.

“우리는 해양 생물의 갑작스러운 멸종 현상이 거대한 화산 폭발을 원인으로 하는 전 지구적인 환경 재해라는 사실을, 화석에서 얻은 데이터를 바탕으로 확인할 수 있었으며 이들 간의 상호 관계는 이전에 종종 논쟁거리가 되어왔던 부분입니다.”라고 Wignall 교수가 덧붙였다.

이전의 연구들은 화산 폭발에 따른 대규모의 멸종 현상의 원인을, 증가한 이산화탄소와 연관이 있을 것이라고 보고 있었다. 그러나 현재 우리가 기후 변화에서 확인하고 있는 것처럼, 증가하는 이산화탄소에 의한 온난화는 장기적인 것이어서, 우리가 환경 변화와 화산 폭발을 자연스럽게 연결해서 확정적으로 결론을 내리는 것을 어렵게 만들어 왔다.

이번 연구는 Wuhan의 중국 지구 과학 대학(Chinese University of Geosciences)과 영국 자연 환경 연구 협회(Natural Environment Research Council)의 지원으로 이루어진 협동 연구이다.

참조 : Paul B. Wignall, Yadong Sun, David P. G. Bond, Gareth Izon, Robert J. Newton, Stephanie Vedrine, Mike Widdowson, Jason R. Ali, Xulong Lai, Haishui Jiang, Helen Cope, and Simon H. Bottrell. Precise coincidence of explosive volcanism, mass extinction and carbon isotope fluctuations in the Middle Permian of China. Science, 2009; DOI: 10.1126/science.1171956

http://www.sciencedaily.com/

 

----------------------------------------------------------------------------

Ancient Volcanic Eruptions Caused Global Mass Extinction

Researchers believe they have uncovered evidence of a giant volcanic eruption that led to global mass extinction 260 million years ago. (Credit: iStockphoto/James Steidl)

ScienceDaily (May 30, 2009) — A previously unknown giant volcanic eruption that led to global mass extinction 260 million years ago has been uncovered by scientists at the University of Leeds.

of south-west China unleashed around half a million cubic kilometres of lava, covering an area 5 times the size of Wales, and wiping out marine life around the world.

Unusually, scientists were able to pinpoint the exact timing of the eruption and directly link it to a mass extinction event in the study published in Science. This is because the eruptions occurred in a shallow sea – meaning that the lava appears today as a distinctive layer of igneous rock sandwiched between layers of sedimentary rock containing easily datable fossilised marine life.

The layer of fossilised rock directly after the eruption shows mass extinction of different life forms, clearly linking the onset of the eruptions with a major environmental catastrophe.

The global effect of the eruption is also due to the proximity of the volcano to a shallow sea. The collision of fast flowing lava with shallow sea water caused a violent explosion at the start of the eruptions – throwing huge quantities of sulphur dioxide into the stratosphere.

"When fast flowing, low viscosity magma meets shallow sea it's like throwing water into a chip pan – there's spectacular explosion producing gigantic clouds of steam," explains Professor Paul Wignall, a palaeontologist at the University of Leeds, and the lead author of the paper.

The injection of sulphur dioxide into the atmosphere would have lead to massive cloud formation spreading around the world - cooling the planet and ultimately resulting in a torrent of acid rain. Scientists estimate from the fossil record that the environmental disaster happened at the start of the eruption.

"The abrupt extinction of marine life we can clearly see in the fossil record firmly links giant volcanic eruptions with global environmental catastrophe, a correlation that has often been controversial," adds Professor Wignall.

Previous studies have linked increased carbon dioxide produced by volcanic eruptions with mass extinctions. However, because of the very long term warming effect that occurs with increased atmospheric carbon dioxide (as we see with current climate change) the causal link between global environmental changes and volcanic eruptions has been hard to confirm.

This work was done in collaboration with the Chinese University of Geosciences in Wuhan and funded by a grant from the Natural Environment Research Council, UK.

Journal reference:

1. Paul B. Wignall, Yadong Sun, David P. G. Bond, Gareth Izon, Robert J. Newton, Stéphanie Védrine, Mike Widdowson, Jason R. Ali, Xulong Lai, Haishui Jiang, Helen Cope, and Simon H. Bottrell. Precise coincidence of explosive volcanism, mass extinction and carbon isotope fluctuations in the Middle Permian of China. Science, 2009; DOI: 10.1126/science.1171956