심해는 지구 과거의 비밀을 간직하고 있습니다. 퇴적층은 탄소 순환, 기후 변화, 그리고 생태계의 변동을 조용히 기록합니다. 광활한 바다 가운데 태평양은 가장 많은 열과 탄소를 보유하고 있습니다. 하지만 장기 기후 데이터 측면에서는 아직 연구가 가장 덜 진행된 곳 중 하나입니다.

"지구 표면의 3분의 2가 소금기 있는 바닷물로 덮여 있다는 사실은 잊기 쉽습니다. 특히 해안 근처에 살지 않는다면 더욱 그렇습니다."라고  오하이오 주립대학교 의 엘리자베스 그리피스 교수는 말했습니다 . "또한 우리가 아직 탐험하지 못한 바닷물이 얼마나 많은지 깨닫기도 어렵습니다."

기존 데이터는 부족합니다. 최신 시추 기법을 사용하여 태평양 고산 지대가 샘플링된 곳은 8곳뿐입니다. 여기에는 샤츠키 해령, 헤스 해령, 앨리슨 기요, 리말록 기요, 로엔 기요, 온통 자바 고원, 중태평양 산맥, 마젤란 해령이 포함됩니다.

우리의 통찰력 대부분은 여전히 ​​수십 년 된  퇴적물  코어에 의존하고 있는데, 그 중 많은 부분이 이제 부분적으로 분해되거나 고갈되었습니다.

태평양 퇴적물은 기후 기록을 보유하고 있습니다

태평양 고지대는 과거 기후 신호를 보존하기에 이상적인 탄산염 퇴적물이 풍부한 수중 지질 고원입니다   . 이 지역은 탄산염 보상 심도 위에 위치하며, 작은 생물들의 껍질이 화석화될 만큼 오랫동안 생존합니다.

따뜻한 시대에는 심해가 산성화되어 많은 화석 기록을 침식했습니다. 그러나 이 고조파는 비교적 온전하게 남아 있었습니다. 샤츠키 라이즈와 같은 곳에서 채취한 퇴적물 코어는 지구의 고대 온실 기후, 대량 멸종, 해양 무산소 현상, 그리고 회복 패턴을 보여주었습니다.

하지만 퇴적물의 연속성은 보장되지 않습니다. 해류와 내부 조석은 때때로 퇴적층을 침식시킵니다. 이것이 과학자들이 여러 지점에서 표본을 채취해야 한다고 주장하는 이유입니다. 더 완전하고 광범위한 기록은 시간에 따른 해양의 동서 및 위도 변화를 조각조각 연결하는 데 도움이 됩니다.

고대 기후 단서 발굴

기술은 해양 시추 방식을 혁신했습니다. JOIDES Resolution과 같은 선박은 현장당 여러 개의 시추공에서 길고 연속적인 코어 회수를 가능하게 했습니다. 이 방법은 기후 변화를 종종 간과했던 기존의 "스팟 코어링" 방식을 대체했습니다.

그럼에도 불구하고 백악기-고제3기 경계와 같은 많은 주요 사건들은 태평양 코어에서 제대로 표현되지 못하고 있습니다. 새로운 대리 지표를 통해 연구자들은 미생물 군집, 바이오마커, 그리고 공극수(porewaters)를 연구할 수 있지만, 이러한 방법에는 신선한  퇴적물 이 필요합니다 .

그리피스 교수는 "이렇게 광대한 시간적, 공간적 규모에서 추론할 경우 완전한 기록과 실제 모델링을 얻으려면 두 개 이상의 데이터 포인트가 필요합니다."라고 말했습니다.

태평양 퇴적물 코어의 긴급한 필요성

공간 데이터의 공백은 모델 정확도를 제한합니다. 연구자들은 기후 모델 개선, 불확실성 감소, 그리고 생태학적 전환을 포착하기 위해 새로운 핵심 데이터 수집의 중요성을 강조합니다.

과학적 시추는 순환 패턴, 생물학적 펌프 역학, 그리고 온난화와 산성화에 대한 반응을 재구성하는 데 도움이 됩니다. 이러한 통찰력은 해양이 과도한 이산화탄소를 어떻게 흡수하고 해양  생물이 어떻게  적응하거나 붕괴될지 이해하는 데 필수적입니다.

2024년 오하이오 주립대 워크숍은 지역사회 주도의 연구 계획을 강조했습니다. 전문가들은 헤스 라이즈처럼 보존 상태가 우수한 지역을 재방문하고, 아직 탐사되지 않은 하이스 지역에 대한 새로운 탐험을 시작할 것을 권고했습니다.

전 세계적인 노력이 필요합니다

과학적 진보는 전 세계적인 협력에 달려 있습니다. 그리피스 교수는 "해양 시추 분야의 장점 중 하나는 항상 더 큰 규모의 노력을 기울인다는 점이었습니다."라고 말했습니다.

"기존 코어 물질을 다루는 것은 내 연구의 중요한 부분이지만, 심해 과학 시추 탐사에 참여하고 바다에서 국제 협력을 촉진하는 경험을 재현할 수는 없습니다."라고 연구 공동 저자인 바툴 사드는 말했습니다.

미국의 라이저리스 시추선 손실은 이러한 노력을 위협하고 있습니다. 예산 삭감과 노후화된 인프라로 인해 장기적인 퇴적물 회수 임무 추진이 더욱 어려워지고 있습니다.

차세대 교육

태평양 고지대는 단순한 연구 장소가 아닙니다. 차세대 해양 과학자들을 위한 훈련장입니다. 태평양 퇴적물 코어를 중심으로 코어 저장소에 대한 공동 "탐사"와 공동 시추 임무를 통해 학생과 신진 연구자들이 지구과학에 깊이 관여할 수 있게 될 것입니다.

그리피스 교수는 "개인적으로 과학을 뒷받침하는 일의 대부분은 우리가 살고 있는 지구와 우리를 지탱하는 지구에 대한 호기심을 갖는 것일 뿐입니다."라고 말했습니다.

"호기심을 갖게 되면, 자신이 주변에 얼마나 큰 영향을 미치는지 깨닫게 되고, 그러면 더 나은 결정과 새로운 과학적 발견이 가능해집니다."

미래 기후 모델을 위한 샘플링

지구 기후의 미래 재구성은 과거 자료를 얼마나 잘 샘플링하느냐에 달려 있습니다. 새로운 시추 작업과 기존 데이터, 그리고 새로운 도구들을 결합하면 태평양이 우리에게 무엇을 말해주는지 명확히 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

기후 모델이 발전함에 따라, 물리적 증거를 바탕으로 모델을 구축하는 것이 중요해지고 있습니다. 태평양의 땅속에 묻힌 지층들이 미래의 지구를 예측하는 데 필요한 단서를 제공할지도 모릅니다.