동위원소 및 유기화합물을 이용한 고기후 변화 연구사례: Review

Abstract

장주지(long-term scale)에 걸친 지구환경변화, 특히 기후변동과 관계되는 대기 중 메탄가스의 변동을 해저퇴적물에서 얻어진 동위원소 기록으로부터 검토(review)해보았다. 현재까지의 많은 연구결과에 의하면 해저퇴적물에 보존된 유공충(foraminifera)로부터 분석한 탄소동위원소 기록은 과거 약 수 만년 중 따뜻한 시기(interstadials)에 광범위한 가스 하이드레이트(gas hydrate)의 해리(dissociation)를 지시하고 있다. 또한 이러한 사실은 부유성 유공충의 동위원소 기록에서도 찾아볼 수 있어 해저면으로 부터의 광범위한 메탄방출(methan releases)를 간접적으로 지시함과 동시에 가스 하이드레이트의 안정성은 열염순환(thermohaline circulation)의 변화에서 기인한 중층수의 온도변화에 의해 조절됨을 지시하고 있다. 보다 정교한 분석(high resolution)이 진행됨에 따라 최근에는 이러한 메탄 방출 기록은 온난한 시기에 주기적으며 반복적으로 나타나는 것으로 파악되었다. 더불어 메탄방출이 인정되는 시기에는 퇴적물 중에 혐기성 methnotrophs가 많이 검출되고 있으며 이들 박테리아가 만든 많은 양의 유기화합물이 발견된다. 따라서 퇴적물 중에 박테리아 기원의 유기화합물을 추적하는 것은 빙기-간빙기의 장주에 걸친 수 천년 스케일의 광범위한 메탄발충(methan emission)을 추적하는 요소로 간주되고 있다.현재 장주기에 걸친 지구환경변화, 기후변화에 대한 여러 접근방법 중 가스 하이드레이트의 방출에 근거한 지구기후변화 가설(Clathrate Gun Hypothesis)은 설득력을 얻고 있으며 메탄방출을 정확하게 규명하고 기후 변동을 포함한 지구규모의 환경변동을 정확하게 규명하기 위한 지질학적, 지구화학적 proxy로 간주되고 있다. 이미 선진 외국을 비롯한 연구기관에서는 박테리아가 만들어 내는 유기화합물을 이용한 메탄방출 기록을 추적하는 연구가 여러곳에서 진행되고 있다. 국내에서도 장단기, 혹은 중단기의 기후변화 예측을 위해 동위원소 수법과 유기지화학적인 접근에 의한 연구가 필요한 것으로 판단된다.