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화산 활동과 기후 변화: 중신세 기후 최적기의 신비를 풀다

 

기후 과학자들이 지구의 미래를 이해하기 위해 과거의 기후 패턴을 계속 조사하면서, 그들은 종종 지구 역사의 온난화 기간을 언급합니다. 그러한 기간 중 하나인 1,700만~1,500만 년 전에 발생한 중신세 기후 최적기(MCO)는 오늘날의 CO2 수준 상승과 유사하다는 점에서 주목을 받았습니다. 이 온난기는 현재 미국 북서부에서 일어난 대규모 화산 활동으로 인해 발생한 것으로 여겨지며, 컬럼비아 강 현무암으로 알려진 광범위한 현무암 용암류가 넓은 지역을 덮고 있습니다. 이러한 화산 활동으로 인해 엄청난 양의 CO2가 방출되어 지구 온도 상승에 기여한 것으로 추정됩니다.

그러나 Carnegie Science's Earth and Planets Laboratory의 Jennifer Kasbohm 이 이끄는 최근 연구는 이러한 화산 폭발이 온난화를 유발했다는 오랜 믿음에 도전합니다. 이 연구는 화산 활동과 기후 변화 간의 관계에 대한 새로운 이해를 제공하며, 폭발에 앞서 더 복잡한 일련의 사건이 있었음을 시사합니다. 이 연구는 또한 방사성 연대 측정의 고급 기술을 활용하여 화산 활동이 MCO의 최고 온난화에 어떻게 기여했을지에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

과거 기후 변화에서 화산 활동의 역할

화산 활동은 지구 역사 전반에 걸쳐 기후 변화의 중요한 원동력이었습니다. 컬럼비아 강 현무암과 같은 대화성 지방(LIP)은 종종 기후 격변과 어떤 경우에는 대량 멸종과 관련이 있습니다. MCO 동안 화산 CO2 배출은 지구 ​​온도 상승으로 이어졌고, 이로 인해 남극의 얼음이 녹는 등 상당한 생태적 변화가 발생했습니다.

그러나 화산 활동과 관련된 이전의 기후 사건, 예를 들어 페름기 말과 트라이아스기 말의 대량 멸종을 초래한 것과 달리, 마이오세 온난화는 대규모 종의 멸종으로 이어지지 않았습니다. 대신, 그것은 지구 생태계에 더 온건한 변화를 초래하여 화산 활동이 기후에 미치는 영향의 다양성을 강조했습니다.

고정밀 방사성 연대 측정: 새로운 관점

카스봄의 연구는 해양 퇴적물에 대한 고정밀 방사성 연대 측정 의 첫 번째 성공적인 적용을 나타내며 , 이를 통해 과거 기후 사건을 더 정확하게 이해할 수 있는 새로운 가능성이 열렸습니다. 화산재 층 내의 지르콘 결정 에 갇힌 우라늄의 방사성 붕괴를 측정하는 이 기술을 통해 과학자들은 화산 폭발의 정확한 시기와 기후 변화와의 상관 관계를 결정할 수 있습니다.

카스봄은 그녀의 연구에서 컬럼비아 강 현무암을 담당하는 화산 폭발이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 짧은 시간 안에 발생했으며, 놀랍게도 MCO와 관련된 온난화는 폭발이 시작되기 약 20만 년 전에 시작되었다는 것을 발견했습니다 . 이 예상치 못한 발견은 화산 활동이 MCO 온난화의 주요 원인이라는 기존의 생각에 도전합니다.

분화 전 온난화에 대한 설명

카스봄의 연구에서 가장 흥미로운 측면 중 하나는 온난화가 분화보다 훨씬 먼저 시작되었다는 발견으로, 지구 온도가 처음 상승한 원인은 무엇일까?라는 의문이 제기됩니다. 화산 CO2 배출은 여전히 ​​MCO의 최고 온난화 기간 동안 중요한 역할을 했다고 생각되지만, 온난화의 초기 단계를 설명할 수는 없습니다.

이 연구는 현무암 마그마가 분출하기 전에 지구 지각에 갇혔고, 수십만 년에 걸쳐 점차적으로 CO2를 방출하는 지하 실을 형성했다고 시사합니다 . 온실 가스의 이러한 느린 방출은 초기 온난화에 기여했을 수 있지만, 이후의 분출은 효과를 증폭시켜 MCO의 최고 온도로 이어졌습니다.

이러한 새로운 이해는 백악기 말기에 일어난 데칸 트랩 분출 과 같이 지구 역사의 다른 시기에 발생한 화산 활동과 기후 변화 사이의 시기적 불일치를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다 .

현대 기후 변화에 대한 의미

중신세 기후 최적기를 연구하여 얻은 통찰력은 오늘날 특히 관련이 있습니다. 지구는 현재 백만 분의 420 에 달하는 CO2 수치가 증가 하고 있기 때문입니다. 기후 전문가에 따르면, 이는 MCO 기간 동안의 CO2 수치와 비슷하지만 지구 온도는 아직 동일한 수준의 온난함에 도달하지 않았습니다. 우리가 "얼음 집" 세계에서 훨씬 더 따뜻한 미래로 계속 이동함에 따라 화산 활동과 기후 변화 간의 관계를 이해하는 것이 점점 더 중요해지고 있습니다.

카스봄의 연구 결과는 또한 오랜 시간 동안 행성 궤도를 예측하는 천문 모델 의 정확성을 확인합니다. 방사성 연대 측정 결과를 궤도 흔들림 계산 과 비교함으로써 과학자들은 이제 기후 기록을 높은 정밀도로 동기화할 수 있습니다. 이 획기적인 발견은 미래 연구가 수백만 년 전에 발생한 기후 변화를 더 잘 이해할 수 있게 하여 화산 폭발과 같은 자연 현상이 지구 기후를 어떻게 형성했는지에 대한 더 명확한 그림을 제공할 것입니다.

앞으로의 전망

과학적 도구와 기술이 계속 진화함에 따라 지구의 기후 과거에 대한 우리의 이해도 마찬가지입니다. 카스봄의 획기적인 연구는 과거 기후 변화 연구에 있어 큰 진전을 이루었으며, 심해 퇴적물에 숨겨진 비밀을 밝혀내는 새로운 방법을 제공합니다. 기존 드릴 코어에 대한 추가 탐사를 통해 과학자들은 화산 활동과 기타 자연적 과정이 과거 기후 사건에 어떤 영향을 미쳤는지, 그리고 확장하여 이러한 과정이 우리의 미래에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대한 중요한 질문에 곧 답할 수 있을 것입니다.

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