들어가는 글
1장. 인류가 정복하지 못한 단 하나의 대륙
2장. 지구의 빙하기 역사
1. 빙하기란?
2. 기후변화의 원인
3. 마지막 최대 빙하기
4. 오늘날도 빙하기다?
5. 초거대 빙하기가 있었다?
3장. 눈덩어리 지구 가설
1. 눈덩어리 빙하의 원인은?
2. 눈덩어리 지구 논란
3. 눈덩어리 지구의 현실적인 증거
4. 라슨 C 빙붕 시추 퇴적물과 눈덩어리 사건과의 연관성
4장. 새로운 미래를 위한 대륙
1. 눈덩어리 지구가 실제로 일어난다면?
2. 기회의 땅, 남극 대륙
3. 도전의 땅, 남극 대륙
지구가 과연 남극 대륙처럼 풀 한 포기, 나무 한 그루조차 없는, 그래서 생명의 기운이라고는 찾아보기 힘든 얼음만 있는 시기가 있었을까? 사실 온 세상이 남극 대륙과 같이 하얀 사막으로 덮인 시기가 존재했다고 생각하기는 쉽지 않다. 누구도 쉽게 믿지 못할 상상이다. 왜냐하면 우리가 마주하고 있는 이 지구는 과거부터 어마어마한 생명의 기운으로 넘쳐나기 때문이다.
하지만 이런 세상이 지구 역사에 존재했다는 주장이 제기되면서 많은 관심을 끌고 있다. 바로 '눈덩어리 지구 가설' 이다. '눈덩어리 지구' 란 지구의 해양과 대륙 모두 하얀 눈으로 덮여 있어 마치 어린이들이 눈싸움하기 위해 만든 눈덩어리와 비슷하기에 만들어진 용어다. 얼음으로 덮인 지구가 마치 눈덩어리 모습으로 보일 정도라 그 상상만으로도 극적이다.
이 책에서는 과거 지구가 경험했던 빙하기를 알기 쉽게 설명하고, 빙하기의 극단이라 할 수 있는 '눈덩어리 지구 가설' 을 소개한다. '눈덩어리 지구' 가 어떻게 만들어지게 되었고, 당시 지구는 얼마나 추웠는지, 그리고 얼마나 오래 지속되었는지를 과학적으로 설명한다. 과거에 '눈덩어리 지구' 가 실제로 존재했다는 것을 말해주는 암석과 층서 증거들을 소개하고, 남극 대륙과의 연관성도 짚어본다. 또한 이 책에서는 남극 대륙의 극한 환경 공학을 통해 앞으로 닥칠지 모르는 미래의 빙하기를 어떻게 대비할 수 있는지 그리고 그 연장선에서 화성과 달에서 어떻게 생존할 수 있는지 까지 알아볼 것이다.
'눈덩어리 지구' 빙하 시대에서 미래 우주 시대로
"2018년 1월 미국 중서부에 영하 50도에 이르는 강추위가 덮쳐 수십 명이 사망하고 도시 기능이 마비되는 사건이 일어났다. 기록적인 이 사건은 비록 짧은 기간이었지만, 우리의 안정적인 터전이 극한의 세상과 동떨어지지 않았다는 것을 알게 해 주었다. 그래서 혹시라도 우리가 미래의 극한 세상을 준비해야 한다면, 현재 주목해야 할 대상은 오직 한 장소 밖에 없다. 바로 남극 대륙이다.
그리고 우주는 새로운 개척의 시대를 제공할 것이다. 하지만 지구와 달리 달과 화성은 메마르고 척박한 땅이다. 단지 인간에게 희망을 줄 수 있는 요소는 바로 이 두 장소에 모두 얼음이 존재한다는 점이다. 얼음은 인간 생존의 필수 요소인 물과 산소를 제공하며 더불어 연료까지 제공해줄 수 있다. 자급자족 환경을 만들기 힘든 남극 대륙과 이 두 장소의 조건이 비슷하다는 생각도 든다. 남극 대륙에서 인간이 완전하게 자급자족할 수 있는 환경을 조성할 수 있다면 가까운 우주 시대를 열어 줄 달이나 화성에서도 인류가 생존할 수 있는 방법을 찾을 수 있지 않을까? 이제 남극 대륙이 기후 변화의 모니터링 장소와 환경 보존의 공간이라는 틀을 벗어나 새롭게 인식할 가능성이 있는지 한번 생각해 보자."
지구에는 이제껏 수많은 빙하기가 존재했고 그 실체는 현재 남극 대륙의 모습과 별반 다르지 않았다. 2002년 애니메이션 [아이스 에이지Ice Age]는 어린이들에게 큰 인기를 끌었는데, 영화의 시대적 배경이 바로 2만 년 전 있었던 빙하 시대다. 그 시기는 지구과학적으로는 '마지막 최대 빙하기' 인데, 약 3만 년 전부터 1만 2000년 전까지를 말한다. 빙하가 지표면의 3분의 1을 뒤덮었고 나무가 자라지 않는 툰드라가 남유럽까지 확장하였다. 해수면은 지금보다 125m 낮았으며 대륙 사이에 바다가 일부 얼어 현생 인류의 대이동이 일어났다. 이 빙하기가 끝난 후 인류는 신석기 시대를 맞이한다.
그렇다면 전 지구적인 기후 역사는 어떻게 알 수 있을까? 이 비밀을 간직하고 있는 타임 캡슐은 육상의 암석이나 해양/호수의 퇴적물, 얼음, 동굴 생성물(종유석이나 석순), 나무의 나이테 등이다. 이런 기후변화 보유자는 지구 곳곳에 분포한다. 지역적으로 다양하게 보존된 기후변화 보유자에서 기후지시자를 분석하여 기후 환경 변화를 해석한다. 전 지구적인 기후변화 보유자에서 동일한 시기에 비슷한 전 지구적 기후변화가 감지된다면, 우리는 그 시기를 빙하기나 간빙기로 지정할 수 있다.
"눈덩어리 지구" 는 정말 있었을까?
눈덩어리 지구란 지구의 해양과 대륙 모두 하얀 눈으로 덮여 있어 마치 어린이들이 눈싸움하기 위해 만든 눈덩어리와 비슷하기에 만들어진 용어다. 얼음으로 덮인 지구가 마치 눈덩어리 모습으로 보일 정도라 그 상상만으로도 극적이다.
눈덩어리 지구 가설은 지구과학자들이 최신의 연구와 합리적 추론을 통해 만들어낸 과학의 산물이다. 이런 상상은 많은 사람의 끝없는 탐구로 그 실체가 드러나고 있다. 1992년 캘리포니아 공대 조지프 커쉬빈크(Joseph Kirschvink) 교수가 원생대 말기 눈덩어리 지구에 대한 아이디어를 책으로 발표하였고, 1998년 하버드 대학의 폴 호프만(Paul F. Hoffman) 교수는 저명한 학술지인 《사이언스》에 이 가설을 투고하여 큰 관심을 끌면서 모습을 드러내기 시작했다. 현재 이 가설은 학계에서 다각도로 검토되고 있다.
남극의 생존 기술을 미래 우주 시대의 발판으로
2014년 개봉한 영화 [인터스텔라]에서 지구 종말의 순간 인류는 새로운 정착지를 찾아 우주로 떠난다. 새로운 터전의 후보는 물의 행성과 얼음 행성이다. 인류 생존의 핵심이 바로 물에 있기 때문이다. 얼음 행성은 인류가 살만한 서식지가 될 수 있을 것이다. 그 답은 바로 도전의 땅인 남극 대륙에서 찾을 수 있지 않을까? 남극에서 독자적으로 생존할 수 있는 기술과 답을 찾을 수 있다면, 외계의 얼음 행성도 인류의 생존 가능한 서식지로서 충분한 대안이 될 수 있다. 외부 도움 없이 독자 생존 가능한 식량과 자원, 소재, 재생공학, 건축, 자재 공학, 에너지 발전, 극한지 로봇 기술은 차후 한층 더 중요해질 것이다.
머지않아 우주는 새로운 기회와 도전의 장이 될 것이다. 과거 눈덩어리 지구는 행성학적인 측면에서 지구 진화의 한 단면이자 태양계 얼음 행성을 이해할 수 있는 기회를 제공할 수 있다. 미래에 닥칠지 모르는 빙하기와 제2의 우주 터전은 미래 세대를 위해 우리가 준비해야 한다. 신발, 의류 등의 단순한 소재부터 극한지 공학, 거대 지구공학까지 준비하고 대비해야 할 것이 남극 대륙과 연결돼 있다. 앞으로 남극 대륙에서 청정에너지를 사용하여 자급자족이 가능한 생활 환경을 마련하고 오염 없는 거주 환경을 만들 수 있다면, 우리는 극한지 시대를 대비해 인류 생존에 기여할 초석을 다질 수 있다. 이런 노하우는 결국 미래 우주 시대의 극한지 환경을 극복하는 중요한 요소가 될 것이다.
# 그림으로 보는 극지과학 시리즈
극지과학 시리즈는 남극과 북극의 육지와 바다, 대기는 물론 생태계와 관련된 모든 현상과 원리를 알기 쉽고 깊이 있게 전달합니다.
극지과학 시리즈는 다음과 같은 생각을 담고 있습니다.
첫째, 시각 자료를 충분히 활용합니다. 과학의 특징 중 하나는 '데이터가 말을 한다' 는 데 있습니다. 관측과 실험 결과를 알기 쉽게 시각화하여 독자가 직접 자료를 확인할 수 있도록 하였습니다. 또한 외국의 최신 자료를 신속하게 소개하면서, 동시에 국내 과학자들이 직접 관찰하고 실험한 결과를 적극 반영하여 설득력을 높였습니다. 책에 사용된 그림에는 충분한 설명을 기초부터 자세하게 곁들였습니다. 일반인은 물론 고등학생들도 과학 개념을 시각화하여 받아들이는데 좋은 자료로 활용할 수 있을 것입니다.
두 번째는 사람을 통해서 알려줍니다. 과학은 객관적인 학문이라 주관성이 배제된 학문이라 생각하기 쉽지만, 실제로는 그렇지 않은 경우가 많습니다. 누가, 언제, 어떤 계기로 연구를 하게 되었는가가 생각보다 큰 역할을 하곤 합니다. 이번 시리즈에서는 과학자들의 실제 연구 과정을 통해 과학의 발전 과정을 알아봅니다. 또한 과학자들이 관찰과 실험을 하고 이론을 만들어가는 과정 그 자체가 하나의 드라마이기도 합니다. 바로 과학자를 통해 과학으로 들어가는 이유입니다.
세 번째, 과학은 그 자체가 독립적이라기보다는, 역사적, 사회적, 정치적, 경제적 요인들이 함께 녹아 만들어진 하나의 과정입니다. 과학적 발전의 방향을 결정하고, 속도를 조정하고, 결과를 실용화하는 데에도 과학 이외의 수많은 요소들이 관여하고 있습니다. 이번 시리즈에서는 과학에 대한 이야기 못지 않게 과학과 관련된 다른 관점들을 함께 보여줄 것입니다.
이 시리즈를 기획한 극지연구소(Korea Polar Research Institute, KOPRI)는 우리나라 유일의 극지 연구 전문기관으로, 극지의 기후와 해양, 지질 환경을 연구하고, 극지의 생태계와 생물 자원을 조사하고 있습니다. 또한 남극의 '세종과학기지' 와 '장보고과학기지', 북극의 '다산과학기지', 쇄빙연구선 '아라온'을 운영하고 있으며, 극지 관련 국제기구에서 우리나라를 대표하여 활동하고 있습니다.
중고단행본
바보 빅터
