인간을 탄생시킨 10~30억 년 전 육지출현과 얼음지구
지구상에 육지는 약 11억 년 전과 35억 년 전 사이에 점진적 혹은 단계적으로 육지가 출현했다. 대략 25억 년 전에 최초의 대륙이 출현했고, 지금의 대륙들은 판구조론에 의해 이동하면서 형성되었다. 최초의 대륙이 지구상에 언제 어떻게 바다 위에 나타났는지는 확실하지 않다.
약 24억 년 전에는 육지가 바다 위로 급격히 솟아오르면서 지구의 기후와 생명체에 극적인 변화를 촉발시켰다는 주장이 2018년에 나왔다. 24억 년 전 지구의 땅덩어리는 지금의 약 3분의2 정도였다는 추정이다. 대륙이 20억 년에 출현했던 35억 년 전에 나타났던 우리의 일상생활과는 상관없는 일이다. 하지만 진화의 과정이나 지질학을 연구하는 과학자들에게는 중요한 숫자이다.
지구 최초의 대륙은 이전에 생각했던 것보다 이른 시기에 출현했다는 주장도 있다. 또한, 지구 초기에 형성된 이 대륙의 단단한 암석 덩어리는 아래에서 솟아오른 마그마 위에 떠 있었던 것으로 추정된다. 즉 대륙은 약 32억~33억 년 전에 처음 출현하기 시작했다는 주장이다. 최초의 대륙은 지구 깊숙한 곳에서 나온 마그마가 점진적으로 누적되고 부풀려지면서 해수면 위로 상승했다. 바다 위로 솟아오른 지구 최초 대륙의 형성 과정은 오늘날 지구상에서 지각을 생성하는 과정과 달랐던 셈이다. 그렇다고 해서 지구의 대륙 형성과 관련한 의문점이 완전히 풀린 것은 아니다. 한 번에 정확히 얼마나 많은 땅이 형성되었으며, 그 땅덩어리가 물 위에 얼마나 오랫동안 형성돼 있었는지 등에 대한 해답은 여전히 미스터리로 남아 있기 때문이다.
https://www.pnas.org/content/118/46/e2105746118
대륙형성은 인간에게 결정적이다. 대륙이 형성되지 않았다면 육지에 사는 인간이란 존재하지 않았을 것이다. 아마도 물고기 수준을 벗어나지 못했을 가능성도 있다. 지구 속 뜨거운 에너지가 우리 인간을 탄생시킨 셈이다.
5000만 년 이전에는 지구에 규칙적인 빙하기가 없었지만, 일단 빙하기가 찾아오면서 그 규모가 엄청났었다. 지구상에 대륙이 형성되고 22억 년 전에 엄청난 빙하기가 있었고, 그로부터 10억 년 정도는 온화한 기후가 계속되었다. 그러고 나서는 첫 번째 빙하기보다도 더 큰 규모의 빙하기가 시작되었다. 그 규모가 너무나도 커서 오늘날 과학자들은 그 시기를 극 저온기 또는 슈퍼빙하기로 부른다. 당시의 상황을 일반적으로 눈덩어리 지구라고 부른다. 그러나 눈덩어리라는 표현으로는 당시의 살인적인 상황을 제대로 나타낼 수가 없다. 이론에 따르면, 태양의 복사량이 6%나 감소하고, 온실가스의 생산 또는 보유가 줄어들면서 지구는 근본적으로 열을 저장하는 능력을 상실했다. 지구전체가 남극대륙처럼 되어버렸다. 기온은 섭씨 영하 45도 정도가 떨어졌다. 지구의 표면전체가 단단하게 얼어버렸고, 고위도 지역의 바다는 800미터, 적도지방에는 수십 미터 두께로 얼어붙었다. 그러나 지구 곳곳에서 터진 화산폭발과 소행성의 지구충돌로 지구는 지옥 같은 곳이 되었지만 점차 온도는 올라갔다. 그리하여 길고 긴 복잡한 과정을 거쳐 지금의 온화한 기후가 도래했다.
수많은 소행성 충돌 중 가장 오래된 것이 어느 것이냐에 대한 논란도 있다. 소행성 충돌로 진화된 인간이 그 소행성을 연구하고 있으니 아이러니이다. 하긴 모든 것이 아이러니이다. 지구 상 가장 오래된 충돌 구는 약 30억 년 전의 것으로 그린란드 남서부 해안에 약 100㎞ 크기로 형성된 마니트소크(Maniitsoq) 구조로 알려졌다. 지질·침식 작용으로 원형이 남아있지는 않지만 고대 충돌구로 추정할만한 여러 가지 근거가 있다며 가장 오래된 충돌구라는 주장이 2012년 제기되었다. 이 지역의 자기(磁氣) 이상과 충돌 구 내 비상한 암석 결정 구조 등을 증거로 제시하였다. 하지만 당시에 이를 고대 충돌구로 보기에는 미흡하다는 반론이 있었다. 결국 2021년 이 마니트소크 구조가 운석이나 소행성 충돌구가 아니라는 주장이 나왔다. 자기 이상이 대부분 사라진 것으로 나타났으며, 충돌 구 내의 암석도 주변과 같은 지질작용으로 형성된 것을 확인했다. 암석 내 지르콘 결정 5천587개를 분석했지만, 충돌 충격의 흔적은 발견되지 않았다. 이에 따라 지구에서 가장 오래된 충돌 구는 약 22억2천900만 년 전에 형성된 호주 서부 야라부바(Yarrabubba)로 굳어지게 됐다. 20억 년 전 전후는 많은 것이 밝혀졌지만 앞으로도 새로운 사실이 많이 나올 것이다. 패러다임을 바꾸는 새로운 발견이 나올지 아니면 지금까지 발견된 것을 보완하는 것일지 누구도 모른다.
