์ง๊ตฌ๊ฐ ์ง๊ธ์ฒ๋ผ ๋๊ธฐ๊ถ๊ณผ ์๊ถ(atmosphere-hydrosphere system)์ ์ฐ์๊ฐ ํ๋ถํ โ์ฐ์ํฑํฌโ๋ก ๋ณํ๊ฒ๋ ๊ณผ์ ์ด ๋ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์นจ์ ์ธต ํจ์ ๋์์์ ๋ถ์ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ๋ฐํ์ก๋ค. ์ด ์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ๋ค์ ํ๊ณ์ ๊ธฐ์กด ํต์ค๊ณผ ๊ทธ ๊ฐ์ ์ฌ๋ฌ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ค์ ๋ค๋ฐ์นจํ๋ฉด์ ์ฐ์์ ๋ฐ์์๊ธฐ๋ฅผ ์ฝ 3์ต๋
์ ๋ ์๋น๊ธฐ๋ ๊ฒ์ด์ด์ ํฐ ๋ฐํฅ์ ์ผ์ผํค๊ณ ์๋ค.
์์์ง๊ตฌ(primordial earth)์ ๋๊ธฐ๊ถ๊ณผ ํด์(atmosphere-hydrosphere system)์ ์ฐ์๊ฐ ๋งค์ฐ ๋ถ์กฑํ์ง๋ง ๋๋ต 2๋จ๊ณ์ ๊ฑธ์ณ ์ง๊ธ์ฒ๋ผ ์ฐ์๊ฐ ํ๋ถํ ์ํ๊ฐ ๋์์ ๊ฒ์ผ๋ก ์ถ์ธก๋๋ค. ํ์ง๋ง ์ ํํ ๊ณผ์ ์ ๋ํด์ ์์ง ์ ํํ ๋ฐํ์ง ๊ฒ์ด ์์๋ค. ์ฐ์์ ๋๋๊ณต๊ธ์ ์๋ก์ด ๋์๋ฌผ์ ์ถํ์ ์ด๋ ์๋๋ ฅ์ด์๋ค.
๋ฏธ๊ตญ ๋ฟ๊ฑฐ์ค๋ํ(Rutgers University) ํด G. ํ์ฝฅ์คํค(Paul G. Falkowski) ๊ต์ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋จ์ํ๋ฆฌ์นด ์นจ์ ์ธต์ ์์ถํ ์ํธ์ ์ง์๋์์์ ํจ๋์ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ์ง์๋์์์ ๋น์จ์ด ๊ดํฉ์ฑ์ ์ํ ์ฐ์ ๋ฐ์๊ณผ ๋ฐ์ ํ ๊ด๋ จ์ด ์๋ค๋ ๊ฒฐ๋ก ์ ๋ด๋ ธ๋ค๊ณ ๋ฐํ๋ค. ์ฆ ์นจ์ ์ธต์ ๋จ์ ์๋ ํํ์ ์ง๋ฌธ์ ๋ถ์ํด ์ง๊ตฌ์์ ์ฐ์ ๋๋ ๋ณํ๋ฅผ ์ ํํ๊ฒ ๋ฐํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค.
์ง์งํ์ ์ฆ๊ฑฐ์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด ์ฝ 24์ต๋
(Great oxidation event; GOE)์ ์ฐ์์ ์์ด ํญ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ค. ํ๊ณ์์๋ ์ฌ๋ฌ ๋์์์ ๋ถ์ ์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด 25์ต๋
์ ์ฏค ์ฐ์๋ฅผ ๋ฐ์์ํค๋ ๋ฏธ์๋ฌผ์ด ๋ํ๋ฌ๊ณ , ์ด๋ค์ด GOE๋ฅผ ์ผ์ผ์ผฐ๋ค๋ ๊ฒ์ด ์ ์ค๋ก ๋ฐ์๋ค์ฌ์ง๊ณ ์๋ค.
ํ์ง๋ง ํ์ฝฅ์คํค ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ด๋ณด๋ค ์ด๋ฅธ ์ฝ 27์ต๋
์ ์ด๋ฏธ ์ฐ์๋ฅผ ๋ฐ์์ํค๋ ๋ฏธ์๋ฌผ์ด ์ถํํ๋ค๊ณ ์ฃผ์ฅํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๊ทธ ์ฆ๊ฑฐ๋ก ์ง์๋์์์ ์กฐ์ฑ๋น๊ฐ(delta 15N values)์ ๋ณํ๋ฅผ ์ ์ํ๋ค. ์ง์์ ๊ฒฝ์ฐ 14N๊ณผ 15N์ ๋ ๊ฐ์ง ์์ ํ ๋์์์๊ฐ ์กด์ฌํ๋ฉฐ, ๋ ๋์์์ ์ฌ์ด์ ๋น๋ ์ฐ์ ์กด์ฌ๋์ ๋งค์ฐ ๋ฏผ๊ฐํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
์ ์ ์์ ์ฐ์๊ฐ ์กด์ฌํ ๊ฒฝ์ฐ ์ง์๋ ๋ฏธ์๋ฌผ์ ์ํด ์๋ชจ๋์, ์ง์ฐ, ์์ง์ฐ ๋ฑ์ผ๋ก ์ ํ๋๊ณ , ์ง์ฐ(NO3-)์ด๋ ์์ง์ฐ(NO2-)์ ์๋นํ๋ ์๋ช
์ฒด์ ์ํด ๋ค์ ์ง์๋ก ์ ํ๋์ด ๋๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๋์๊ฐ๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์์๊ฐ ๊ฒฐํฉ์ ๊ฐ์ ์์๋ผ๋ ์์๋์ด ํฐ ์์๊ฐ ๋ ๊ฐํ ๊ฒฐํฉ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ 15NO3- ๋ณด๋ค 14NO3-๊ฐ N2 ํํ๋ก ์ ํ๋์ด ๋๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๋ฐฉ์ถ๋๊ธฐ ์ฌ์ด ์ง์๋์์์ ์กฐ์ฑ๋น๊ฐ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ค.
์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ฝ 27์ต๋
์ ์ง์๋์์์ ์กฐ์ฑ๋น๊ฐ์ด ์ฝ 2%๊ฐ๋ ์์นํ๊ณ ์ด๋ ์ฐ์๋ฅผ ๋ฐฉ์ถํ๋ ๋ฏธ์๋ฌผ์ ์ถํ์ผ๋ก ์ธํ ๊ฒ์ด๋ผ๊ณ ์ฃผ์ฅํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์ฃผ์ฅ์ ๊ธฐ์กด์ ์ฃผ์ฅ๋ณด๋ค 2์ต๋
์ด์ ์ถํ์๊ธฐ๋ฅผ ์๋น๊ธด ๊ฒ์ด์ด์ ์ปค๋ค๋ ๋ฐํฅ์ ๋ถ๋ฌ ์ผ์ผํค๊ณ ์๋ค.
๋ ๋ด๋งํฌ ์ฝํํ๊ฒ๋ํ(Universtiy of Copenhagen) ๋ก๋ฒํธ ํ๋ผ์ด(Robert Frei) ๊ต์ ์ฐ๊ตฌ์ง๋ ์ด์ ๊ด๋ จ๋ ์๋ก์ด ์ฃผ์ฅ์ ํด๊ณ ์๋ค. ํ๋ผ์ด ๊ต์ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์นจ์ ์ธต ์์์ ๋ค๋์ ์ฐ์๊ฐ ์ฐํ์ฒ ํํ๋ก ํจ์ ๋์ด ์๋ค๋ ๊ฒ์ ๋ฐ๊ฒฌํ๊ณ , ์ด ์ฒ ์ฑ๋ถ์ ํฌํจ๋์ด ์๋ ์์ ํ ํฌ๋กฌ ๋์์์์ ๋น์จ์ ๋ถ์ํ๋ค. ํฌ๋กฌ ์์์ ์ง์งํํ์ ๊ฑฐ๋์ ํ๋ฉดํ๊ฒฝ์ ๋งค์ฐ ๋ฏผ๊ฐํ๋ค. ์ฐํ์ฑ ํํ์์ฉ์ +3๊ฐ ํฌ๋กฌ์ +6๊ฐ ํฌ๋กฌ[Cr(VI)]์ผ๋ก ์ฐํ์ํค๋๋ฐ, ์ด๋ ๋์์์ ๋ถํ ์ด ์ผ์ด๋๋ฉด์ +6๊ฐ ํฌ๋กฌ ์ค ์์๋์ด ํฐ ๋์์์์ ๋น์ค์ด ์ฆ๊ฐํ๋ค. ์ฆ ์ด๋ฌํ ๋ณํ๋ ์ฐ์๋๋ ๋ณํ๋ฅผ ์ง์ ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ๋ค.
๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ GOE ์ดํ ์ฐ์ ๋๋๊ฐ ๊ณ์ ์ฆ๊ฐํ์ ๊ฒ์ด๋ ๊ธฐ์กด ํต๋
์ ๋ค์
๋ ๊ฒ์ด์๋ค. ์ฐ์๋๋๋ GOE๊ฐ ๋ฐ์ํ 24.5์ต๋
์์ 22์ต๋
์ ์ฌ์ด์ ์ฐ์๊ฐ ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ํ์ง๋ง 18.8์ต๋
์ ์นจ์ ์ธต ์์์ ๋ค์ด์๋ ์ฐํ์ฒ ์์ ์ด๋ฌํ ์ฆ๊ฑฐ๋ฅผ ์ฐพ์ ์ ์์๋ค. 8์ต๋
์ ์์ 5.8์ต๋
์ ์ ํ๋ฒ ๋ ์๋นํ ๋ณํ๊ฐ ํ์ธ๋์๋ค. ์ด๋ 2๋จ๊ณ์ ๊ฑธ์ณ ์ฐ์ ๋๋๊ฐ ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ๋ค๋ ๊ธฐ์กด ํ์ค์ ๋ท๋ฐ์นจํ๋ ๊ฒ์ด๋ GOE ์ดํ ์ฐ์ ๋๋๊ฐ ๊ณ์ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ด ์๋๋ผ ์ผ์์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ํ๋ค๊ฐ ์ฌ์ฐจ ์ฆ๊ฐํ๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํ๋ค.
์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ
1. Nat. Geoscience, DOI: 10.1038/ngeo633
2. Nature 2009, 461, 250
3. Trend in microbiology, 2009, 17(5), 212
http://pubs.acs.org/cen/news/87/i38/8738news2.html ์ ๊ณต : kisti, ๋ค๋ฅธ๊ธฐ์ฌ๋ณด๊ธฐ๊ธฐ์ฌ๋ฑ๋ก์ผ์ : 2009.09.29 21:24
<์ ์๊ถ์ © ์๋ฎ, ๋ฌด๋จ ์ ์ฌ ๋ฐ ์ฌ๋ฐฐํฌ ๊ธ์ง>