대멸종과 지구 탄소순환 그리고 인류의 미래

과학적인 연구에 따르면 46억년전 지구가 생겨나고, 이후 수많은 자연적인 환경의 변화와 진화로 인해 약 5억 6천만년 전에 지구상에 생물이 출현하게 되었고, 생물이 출현한 이후에도 수 많은 변화를 겪으면서 지구와 지구에서 살고 있는 생물들은 역동적으로 변화해 왔다. 이러한 역동적 변화 중 가장 극적인 사건을 지질학 에서는 “대멸종 Extinction Events”사건이라고 한다. 보통 멸종이라 함은 생물의 한 종류가 완전히 없어지거나 완전히 없애 버리는 것으로, 생존해 있던 종이 어떠한 이유로 인해 사라지게 되는 현상을 말한다. 하지만 대멸종은 생물 한종류가 아닌 대다수의 생물종이 일시에 한꺼번에 (비록 일시에 한꺼번 이라고는 하지만 지질학적 시대를 기준으로 그런 것이고 실제로는 상당히 긴 기간동안 이루어짐) 사라지는 것을 말한다. 일반적인 멸종과 대멸종을 구분하는 기준은 대멸종이 여러 생물군에 걸처 약 30%이상의 식물, 동물들이 전세계적인 현상으로 상대적으로 짧은 시간에서 한가지 혹은 연관된 일련의 사건에 의해 일어 난다는 점이다. 
생물 출현 후 이런한 대멸종 사건은 학자마다 의견은 다르지만 약 20개 이상의 사건이 있는 것으로 주장되고 있다. 하지만 그중에서도 5개의 대멸종은 거의 모든 학자에 의해 인정 받고 있으며, 이런 대멸종을 통해 지구상에 생물군 중 약 99% 이상이 멸종되었다고 한다는 점도 대부분 동의하고 있다. 다만 대멸종의 원인에 대해서는 여러가지 주장이 있는데, 이는 지질학의 특성상 워낙 오래전의 일이고, 따라서 과학적 증거의 수집이 어렵기 때문이다. 이런 이유로 지구 외부로부터의 원인 (소행성 충돌, 충격적인 우주파의 발생)을 찾는 경우도 있지만 모든 멸종이 외부원인으로 보는 것도 문제가 많다고 본다.

챗GPT가 그려준 대멸종과 탄소순환

1차 대멸종 
4억 5천만년전 고생대 오르도비스기 대멸종으로 해양생물의 80%가 멸종된 사건이다. 원인은 육상식물의 출현으로 최초의 식물인 양치나 선태식물들이 영양분을 얻기위해 암석을 풍화시켰고, 그 과정에서 수 많은 무기염류들이 해양으로 유입되어 해양에 녹조가 발생, 해양의 산소가 부족하게 되었고 그에 따라 해양생물이 멸종하게 되었다는 것이다. 

2차 대멸종
3억 7천만년전 고생대 데본기말에 발생한 대멸종으로 해양 무척추 동물들이 큰 타격을 받은 멸종사건이다. 이 시가의 지층을 살펴보면 해양의 산소가 감소하고, 탄소가 증가하면서 해양의 저서성 생물들이 멸종하게 된것이다. 특히 이 시기에는 지구의 환경변화가 매우 크게 발생하여 생물의 멸종을 부추겼는데, 이의 원인에 대해서는 여러가지 주장이 있다.

3차대멸종
2억5천만년전 고생대 페름기에 발생한 대멸종으로 가장 규모가 큰 대멸종으로 거의 모든 생물종이 멸종한 사건이다. 이 대멸종은 그 시기에 지각변동에 따른 대규모 화산활동이 급격히 증가하자 시베리아에 쌓여 있던 탄소가 지속적으로 대기중으로 뿜어져 나오게 된것이다. 이렇게 대기중의 이산화탄소량이 증가하자 온실효과가 높아져 지구평균기온이 6도나 상승하게 되었고, 화산에서 발생한 유독가스로 인해 지구의 오존층은 파괴되게 되었다. 그에 따라 광합성을 하는 식물들이 먼저 없어지게 되었고 산소가 줄어들게 되자, 지구상에 유래없는 대멸종이 시작되게 된 것이다.

4차 대멸종
2억년전 중생대 트라이아스기에 발생한 대멸종으로 연체동물의 쇠퇴, 파충류 들의 멸종 등이 발생했다. 이 시기도 초대륙이 지각변동을 통해 여러 대륙으로 분리되는 과정에서 발생한 화산활동과 그에 따른 기후변화 (이산화탄소의 분압의 상승)로 인해 대멸종이 발생했다는 주장이 정설로 받아들여 지고 있다.

5차 대멸종
6천5백만년전 중생대 백악기 말 공룡, 어룡, 익룡 들이 멸종한 사건을 말한다. 가장 최근에 일어난 대멸종으로 5대 대멸종 중에서 규모가 큰 것은 아니지만 공룡의 멸종이라는 상징성 으로 대중들에게는 가장 많이 알려진 대멸종이다. 이 멸종은 지구외부의 소행성과의 충돌로 인해 발생했다는 것이 정설인 대멸종이다. 소행성으로 인한 충격파로 대규모의 먼지구름이 발생하여 지구로 들어오는 태양광을 막하 빙하기가 왔고, 빙하기로 인해 식물이 사라지게 되고 이에 따라 이를 먹이로 삼고있는 공룡등이 멸종했다는 것이다.

지금까지 발생한 모든 대멸종을 살펴보면 결국 지구의 탄소순환과 밀접한 관계가 있다는 것을 알 수 있다. 지구는 대기는 대부분 질소, 산소와 이산화탄소로 구성되어 있는데, 대기의 대부분을 차지하고 있는 질소의 경우 그 안정성 때문에 기후변화에 거의 영향을 주고 있지 않지만 산소와 이산화탄소의 경우 그 역할 및 효과 면에서 지구의 환경변화와 생물의 생존에 필수적이기 때문에 그 변화가 모든 생물종에 큰 영향을 미친다. 이것이 우리가 기후변화를 강조하면서 이산화탄소와 같은 온실가스의 변화에 주목하는 이유이다.

이제까지의 대멸종이 지구의 자체적인 현상 또는 외부의 충격에서 발생하였지만, 다음에 벌어질 수도 있는 6차 대멸종은 아마도 양상이 달라질 것으로 보이고 있다. 과거 자연적인 현상에서 발생했던 지구의 탄소순환이 지구의 지배자에 의해서 이루어지고 있기 때문이다. 현재 지구생태계에 있어 가장 상위의 포식자가 인류라는 사실은 누구도 부인하지 못할 것이다.  현세가 그렇다. 현세를 지질학적 시대로는 인류세(Anthropocene)로 부르는 것도 그러한 이유에서 이다. 인간이 지구상에 나타난 후 초기에는 자연의 일부로서 자연에 순응하며, 자연을 지속 가능하게 이용해 왔을 때는 문제가 크지 않았으나, 산업혁명이후 인류가 지구내면에 쉬고 있던 화석연료를 다시 끄집어내 태우기 시작했을 때부터 지구의 탄소순환은 비이상적으로 될 수 밖에 없었을 것이다. 전세계의 화력발전소, 산업시설, 운송시설, 산림파괴를 통해 배출되는 이산화탄소는 이전의 화산폭발이나 지각변동 등에서 발생하는 탄소량에 결코 뒤쳐지지 않는다. 문제는 시간이 지날수록 그 정도는 더 심해지고 있다는 점이다. 그렇다면 앞으로 다가올 미래는 하나 밖에 없다. 인류를 위한 지구는 없어지는 것이다. 물론 이것이 지구의 멸망을 뜻하지는 않는다. 새로운 환경에 새롭게 적응하는 새로운 생명이나 기존의 생물종 중 변화된 환경에 적응한 극히 일부 종 들만이 지구상에 남아 앞으로의 지구에 살아갈 것이다. 하지만 그 자리에 인류는 없을 것이다.