공룡의 멸종이유에대한 조사 목적

● 운석충돌설

일반적으로 가장 널리 알려진 운석 충돌설은 노벨 물리학상 수상자인 루이스 알바레즈와 그의 아들 월터 알바레즈가 처음 주창한 것이다. 캘리포니아 버클리대학의 지질학자인 월터 알바레즈의 연구팀은 1977년 대륙 이동의 단서를 찾기 위해 이탈리아의 한 마을에서 암석을 관찰하고 있었다. 그러던 중 중생대와 신생대의 경계에서 암석을 관찰하고 있었다.그러던중 중생대와 신생대의 경계에서 얇은 퇴적층을 발견하게 되었는데 아래쪽에 위치한 백악기 지층에는 커다란 유공층 화석들이 있었으나 신생대 제3기에 퇴적된 윗부분 지층에는그것들이 보이지 않았다. 이를 이상하게 생각한 월터는 아버지 루이스에게 그 경계 지층의 샘플을 보냈고 루이스는 그 지층에서 이리듐이 비정상적으로 농축돼있는것을 발견하였다.덴마크,이탈리아,뉴질랜드의 백악기와 제3기경계층에서도 정상치 보다 한두자리 높은 농도로 이리듐이 포함되어 있었다.이것은 특별한 사건을 암시하는 것이었다. 이리듐과 같은 무거운 백금족 원소는 지구 내부의 핵에 가라앉고 지각 안에는 거의 존재하지 않는다. 당연히 퇴적층에서 나온 이리듐은 운석과 같은 외부의 것으로 생각할 수 있다. 연구 결과 경계층에 포함된 이리듐의 동위원소 비는 운석의 그것과 거의 일치해 그 원인이 거대 운석의 충돌이라는 사실을 뒷받침한다. 운석의 단위질량에 포함된 이리듐의 양은 잘 알려져 있으므로 충돌한 운석의 크기는 쉽게 계산할 수 있다. 그렇게 계산된 이 운석의 크기는 대략 지름 10km가량으로 추정된다. 크고 작은 운석의 충돌은 태양계 생성에서 지금까지 전행성에 걸쳐 수도없이 일어난 자연스러운 현상이므로 새삼스러운 일은 아니다.그중에서 이만한 크기의 운석은 수천만년에 한번지구에 충돌할까말까 한 거대운석이다.

운석이 만들어낸 비극

지름 10km의 거대 운석이 지구에 떨어지면 지상에는 어떤 일이 벌어질까? 운석이 지구에 충돌하는 속도는 평균 초속 20km 전후이다. 이것은 천체로 보면 상당히 늘니 속도라고 할 수 있다. 지름 10km의 운석이 초속 20km로 지구에 부딪혔을 때를 가정하여 산출해본 충돌시의 에너지량은 수소폭탄 170개를 한꺼번에 터뜨렸을 때의 약 1억 메가톤의 에너지와 맞목고 최고 규모의 지진인 진도8 지진의 1000배에 해당하며 핵전쟁에서 핵겨울을 일으키는 에너지 5000메가톤의 2만배가 된다. 실로 엄청난 양이다. 충돌에 의해 만들어질 거대한 원형 자국인 크레이터는 깊이가 지하 약 40km에 이르고 직경은 200km 가까이 된다. 이때 발생할 먼지의 양은 엄청난 것으로 충돌한 운석 질량의 두 배에 가까운 먼지가 순식간에 지구 전체 상공을 덮어버릴 것이다. 대부분의 먼지는 곧 지상으로 떨어지겠지만 미세한 먼지는 오랫동안 대기 중에 남아 지구를 어둠에 싸에게 할 것이다. 또한 운석의 충돌은 지상에 큰 화재를 일으킬 것이다. 문제의 백악기와 제 3기 경계충에서 발견되는 검댕이의 양은 핵전쟁에 의해 생기는 것의 100배 이상이다. 오늘날 지상에 있는 모든 생물의 10% 정도가 연소했을 때 생긴 열에 의해서든, 충돌 후 낙뢰에 의해서든 당시 우리의 상상을 초월하는 큰 화재가 있었던 것은 틀림없는 사실이다. 지구 전체가 불바다처럼 타올랐을지도 모르는 일이다. 이 검댕이는 운석 충돌 때 발생한 먼지보다 훨씬 효과적으로 태양광선을 막아 대지를 얼어붙게 만들었을 것이다. 그후의 상황은 여러가지로 추론이 가능하다. 지구 대기는 태양광선이 차단되어 한랭해졌을 것이다. 이 때문에 오랫동안 따스한 기운에 적응해 있던 공룡들이 어려움에 직면했을 수도 있다. 아니면 광합성이 불가능해진 식물이 말라 죽어 그것을 먹이로 하던 초긱공룡이 죽고 연차적으로 육식공룡마저 사라졌을 수도 있다. 대규모 화재시 발생했을 일산화탄소 같은 유독가스 때문에 공룡이 멸종했다고 설명하는 학자도 있다. R.프린과 B.페그레이 같은 학자는 운석 충돌시 만들어진 대량의 일산화질소가 이산화질소로 변하여 대멸종이 있었다고 주장한다. 이 이산화질소가 대기 중의 수증기와 반응하여 아질산이나 질산으로 변하고 이 산을 포함한 산정비가 대량으로 지상에 떨어져 생물을 멸종시켰다는 것이다. 많은 양의 산성비는 노출된 바위를 용해시켜 독성이 있는 물질을 만들어내고 연못이나 늪의 물을 산성화해서 이윽고 바닷물도 표층 150m까지 산성화시킬 수 있다. 그렇게 되면 석회질 껍질을 가진 생물이 사멸하고 초목이 고사하여 바다와 육지의 많은 생물들이 몰살당하는 것이다. 이 이론은 해양생물과 공룡이 동시에 멸종한 이 경우를 설명할때 꽤 설득력이 있다.

운석구는 어디에?

이쯤에서 문제를 제기하는 사람이 있을 지도 모르겠다. 만약 정말 거대운석이 떨어져 대멸종이 있었다면 직경 200km에 달한다는 크레이터가 남아 있어야 하기 때문이다. 오랫동안 해당 가능성을 가진 크레이터는 쉽게 발견되지 않았다. 몇 군데 거론되는 지역이 없었던 것은 아니지만 크기와 시기에 잘 맞는 크레이터는 좀처럼 찾을 수가 없었다. 그러던 중 1991년 미국 항공우주국(NASA)의 인공위성이 중요한 단서를 전해주었다. 인공위성은 멕시코의 유카탄 반도 상공을 비행하던 중 반도의 해안 가까운 치크사라브 마을을 중심으로 직경 50~500m의 절구 모양으로 팬 땅이 우너호를 그리듯이 점점이 연결되어 있는 것을 사진으로 포착했다. 이 절구 모양의 팬 땅은 지하에 파묻힌 운석구 외부의 주변을 따라 생긴 틈이 지하수의 유로가 되어 있었기 때문에 생성된 것이었다. 이 우너호의 모양에서 파묻힌 운석구의 지름을 구해보면 그것은 170km로 가장자리의 폭을 더하면 200km 정도였다. 알바레즈 등의 예상과 훌륭하게 맞아떨어지는 것이다. 충돌이 일어났을 때 치크사라브 부근은 수백 미터 바닷속이었다. 난류가 흐르고 해저에는 석회질 플랑크톤 껍질이 두텁게 쌓여 있었다. 석회가 고온으로 구워지면 탄산가스가 생성된다. 충돌의 고열에 의해 대량으로 발출된 이 기체는 다량의 수증기와 함께<!-- badtag filtered --> 온실효과를 나타내어 충돌 직후 잠시 동안 지구의 기온을 상승시킨 확실한 원인이 되었을 것이다. 이미 카리브해 아이티 섬에 있는 경계층에서는 텍타이트가 발견되었다. 텍타이트는 옷의 단추나 물방울 같은 형태로 지상에 떨어진 물질로 추정된다. 이 경계층에서 발견된 텍타이트는 탄산칼슘을 많이 포함한 화학조성을 가지고 있어 그 기원이 석회질층이 퇴적된 해역이었다는 중요한 증거가 된다. 가장 유력한 운석구를 찾아낸 셈이다. 최근의 연구 겨로가는 거대 운석이 충돌한직후 두번째의 운석충돌이 있었다는  사실을보여준다. 두번째 운석이 충돌한 지점으로는 미국 인디애나 주의 안손 운석구가 유명한데 그 지름이 36km 정도이다. 이 지역은 대륙 내부이기 때문에 지각을 구성하는 암석에는 석영이 풍부하게 포함되어 있어 와잉오밍의 경계층에 충격변성석영이 풍부하게 포함되어 있는 이유를 잘 설명해준다. 또 이 석영 입자가 크다는 것은 공급지가 가깝다는 것을 시사하는데 실제로 와이오밍과 인디애나의 거리는 가깝다.

인디애나 주의 운석구 - 지름이 36km에 달하는 안손 운석구를 바라보면, 이거대한 구멍을 만든 운석이 충돌했을 당시에 발생한 엄청난
힘을 상상할 수 있다.