대량절멸
1. 개요
지구 역사 동안에 있었던 대규모의 멸종. 대멸종, 멸종사건(extinction event), 대량멸종이라고 하기도 한다. 그야말로 생물계의 아포칼립스[1]. 흔히 대량절멸 하면 아래에 나오는 5대 멸종이 잘 알려져 있지만 현재 관련 연구가 진척되면서 아래에 나온 5대 멸종 말고도 수많은 대량절멸이 있었다는 것이 밝혀졌다. 현재 학계에서 주장되고 있는 대량절멸만 해도 20개가 넘는다. 현재 인류에 의해 5대 멸종을 이은 6번째 멸종이 진행 중일 것이라는 이야기가 나오고 있다.
간단하게 이야기하자면, 한 생물권의 생물종 75% 이상이 멸종하면 대멸종이라고 생각하면 된다. 관련 기사
보통 자연환경의 극적인 변화나 감마선 폭발, 운석 충돌 등 우주적 재난이 원인이 되어 발생한다.
2. 대량절멸의 기준
대량절멸이라고 불리는 사건에는 다음과 같은 공통점이 있었다.
- 약 30% 이상의 식물, 동물종이 멸종했다.
- 멸종이 특정 생물군이 아닌 여러 생물군에서 나타난다.
- 멸종은 전 세계적 현상이었다.
- 상대적으로 매우 짧은 시간에 발생했고 한 가지 혹은 연관된 일련의 사건에 의해 일어난다.
- 멸종의 규모가 배경 멸종의 규모보다 크다.
3. 5대 멸종
주요 멸종사건(major extinction event)이라고 하는 5개의 대량절멸. 상술했듯이 이 5개의 대량절멸 말고도 수많은 대량절멸들이 있었으나 이 5개의 대량절멸 사건이 매우 규모가 크고 잘 알려져 있기 때문에 흔히 5대 멸종이라고 한다. 다만 유의할 것은 단지 대량절멸에 대한 연구의 초기단계부터 이미 알려져있었던 5개 대량절멸을 5대 멸종이라고 하는 것일 뿐 어떤 엄밀한 기준을 가지고 5개를 뽑은 것이 아니며 대량절멸들의 규모에 관해서는 학자마다 추산하는 것이 다르고 의견이 분분한 상황이다.
3.1. 1차 대멸종
4억 4500만 년 전 고생대 오르도비스기 대멸종 (일명 오르도비스기-실루리아기 대멸종)
해양 생물 50% 멸종. 해양 무척추 동물의 100여 과(family)가 멸종. 완족류, 태선류(이끼 벌레)의 2/3가 멸종, 삼엽충, 필석류, 극피 동물 그리고 코노돈트의 쇠퇴. 워낙 옛날의 사건인 데다 결정적인 단서가 모이지 않아 몇 가지 추정만이 존재한다. 감마선 폭발을 직격으로 맞았다거나, 6400만 년 주기로 우리 은하를 나갔다 돌아오는 태양계가 우리 은하 밖으로 노출된 상태에서 발생한 뱃머리 충격파로 인한 치명적 우주선(宇宙線) 직격, 애팔래치아 산맥분화 등이 거론되고 있지만, 관련된 지층에서 반드시 확인되는 것은 빙하기가 왔다는 사실이다.
오르도비스기 때 지구 대기 중 이산화탄소의 농도는 지금 보다 8배 높았던 터라 지구는 꽤나 따뜻했다. 그러던 약 4억 4000만년 전, 오르도비스기 말이 되면 수백 만년이라는 짧은 시간 동안 지구의 온도는 수직하강을 하게 된다. 갑작스런 빙하기가 찾아온 것이다. 프란시스 맥도널 박사는 당시 낮아진 기온 탓에 엄청나게 많은 빙하가 형성되면서 해수면이 무려 90m 가까이 내려간 곳도 있었다고 말한다. 오르도비스기엔 대부분의 생물들이 얕은 해안가에 살았던 것을 감안한다면 아마 빙하기로 인한 해수면 하강은 이들에게는 치명적이었을 것이다.
그렇다면 왜 지구에 급작스런 빙하기가 찾아온 것일까? 프란시스 박사는 그 원인이 대규모 지각 운동에 있다고 주장했다. 당시 날씨가 따뜻한 적도 부근에서는 거대한 산맥이 형성되고 있었다. 수천 km에 달하는 화산열도가 적도 지역에 솟아오르자 지표면에 노출된 수많은 암석들 속 칼슘과 마그네슘이 대기 중의 이산화탄소와 반응을 시작한 것이다. 쉽게 말해, 이산화탄소가 암석에 갖혀버린 것이다. 이 현상은 최대 5백만km2에 걸쳐 발생했는데 이로 인해 지구 대기 중 이산화탄소의 농도가 감소하고 온실효과가 줄어들면서 지구에 빙하기가 왔다고 주장했다.
그러나 지난 2012년 스코틀랜드의 지질학자 존 파넬 교수는 이것만으로 대멸종과 이산화탄소의 극적인 감소를 설명하기에 역부족이라고 말하며, 식물의 육상 진출로 인해 대멸종이 일어났다고 주장하였다. 4억 6천 2백만년 전, 오르도비스기 중엽 지층에는 원시 육상식물(양치, 선태류)의 포자 화석이 종종 발견되는데, 이 포자들은 수생식물의 포자들과는 다르게 일종의 덮개로 둘러싸여 있다. 이는 육지의 건조한 환경으로부터 포자를 보호하는 역할을 했던 것으로, '식물이 육상으로 진출한 결정적인 증거'이다. 이런 사실을 바탕으로 존 파넬 교수는 오르도비스기 중엽부터 이끼류 같은 원시식물들이 육지를 천천히 점령하기 시작했다고 말한다. 강가나 바닷가 등 암석에 자리잡은 이끼들은 성장에 필요한 무기염류를 얻기 위해 암석을 풍화시켰고, 각종 무기염류들이 암석 밖으로 나오기 시작했다. 무기 염류를 흡수한 육상 식물들은 죽고난 후 빗물에 씻겨 바다로 흘러 들어왔는데, 이로 인해 오르도비스기 말엽 바다에는 "인(P)"이 이전보다 무려 60배나 더 많이 쏟아졌으며, 칼슘은 최대 7배까지 증가했다.
갑작스레 바다에 무기염류가 쏟아지자, 바다에 거대한 대규모 녹조현상이 일어나게 된다. 녹조를 호기성 세균들이 분해하는 과정에서 물에 녹아 있는 산소를 대부분 소모하였고, 다른 해양생물들은 산소부족으로 대규모 멸종을 하게 되었다. 또한 물에서 산소가 사라지자 탄소는 이산화탄소가 되지 못했고, 이러한 이산화탄소(온실가스)의 전지구적인 감소로 지구의 기온이 떨어져서 빙하기가 왔다. 즉, 빙하기가 와서 대멸종이 온 것이 아니라, 식물의 육상진출이 대멸종과 빙하기를 동시에 불러온 것으로, 사건의 선후가 바뀌었다고 주장하는 것이다.
3.2. 2차 대멸종
3억 7천만 년 ~ 3억 6천만 년 전 고생대 데본기 말에 발생했다.
한순간의 멸종이 아니라 비교적 긴 기간을 두고 일어난 멸종 박동(extinction pulse)이었다. 데본기 후세 때 프라슨절에서 파멘절로 넘어가는 시기(약 3억 7,250만년 전)에 발생한 켈바서 사건(Kellwasser, 독일의 저지 색슨 지방의 켈바서 계곡에서 이름을 따왔다)과 데본기에서 석탄기로 넘어가는 시점(약 3억 6,000만년전)에 발생한 한겐베르크(Hangenberg) 사건으로 나뉘는데, 흔히 데본기 후세 대멸종이라고 하면 해양 무척추동물들이 막대한 타격을 받은 켈바서 사건을 가리킨다.
켈바서 사건으로 해양 무척추동물들이 막대한 타격을 받았다. 이어진 한겐베르크 사건은 해양 생태계와 지상 생태계 모두에 영향을 미쳤는데. 두족류, 복족류, 완족류 등이 쇠퇴하고, 갑주어와 판피어 등이 멸종했다. 고생대의 대표 화석 중 하나인 삼엽충은 프로에투스 목을 제외한 나머지 목이 전부 멸종하는 등, 종의 70%가 사라졌다. 이로 인해 석탄기 때부터는 보다 현대적인 동물상이 나타나게 된다.
데본기 중세에서 후세로 넘어가는 시기의 지층을 보면 해저의 산소량이 감소하고, 동시에 탄소 매장이 폭증했으며 이에 따라 저서성 생물들이 막대한 타격을 받았다는 증거가 나온다. 켈바서 사건때는 잦은 해수면 변화를 겪었으며, 한겐베르크 사건 때는 빙하기의 도래로 인한 해수면 하강에 뒤이른 급격한 해수면 상승과 관련이 있다.
이러한 환경 변화가 데본기 대멸종을 초래한 원인인데, 어떤 것이 이런 변화를 초래했는지는 확실하지 않아서 여러가지 가설이 존재한다. 그 중에는 초신성 대폭발 영향 설도 있다.
3.3. 3차 대멸종
2억 5100만 년 전 고생대 페름기 말
'''생태계판 포맷''', 일명 페름기 대멸종. 역대 대멸종 중 가장 피해가 컸다. 모든 대멸종의 어머니라 불릴 정도. 자세한 건 해당 항목 참조.
3.4. 4차 대멸종
페름기 대멸종으로부터 4600만 년 후인, 2억 5백만 년 전 중생대 트라이아스기 말(일명 트라이아스기-쥐라기 대멸종)
해양에서는 원시 어류로 추정되는 코노돈트의 절멸, 암모나이트를 비롯한 연체동물의 쇠퇴 등이 있었고, 육상에서는 거대한 초기 양서류, 포유류의 조상인 테랍시드(수궁류)를 제외한 시냅시드와 공룡과 익룡 및 악어를 제외한 대부분의 지배 파충류가 역사의 뒤안길로 사라졌다. 그리고 이런 멸종으로 인해 다른 육상 지배 파충류 경쟁자가 사라져 쥐라기부터 본격적인 공룡의 전성기를 연다. 초대륙인 '판게아의 로렌시아 대륙[2]과 곤드와나[3] 대륙으로의 분열로 인한 화산 활동'[4]과, 이로 인한 점진적인 기후 변화(특히 온도 및 이산화 탄소 분압의 상승)이(가) 원인이 된 것으로 보고 있다.[5] 그런 이유에서, 트라이아스기-쥐라기 대멸종은 한 번의 사건을 경계로 두는 급격한 멸종이 아니라 비교적 오랜 기간에 걸친 종의 감소라는 형태로 나타난다.
그 원인에 대해 산소 농도 감소라는 연구결과가 나왔다.#
3.5. 5차 대멸종
6,500만 년 전 중생대 백악기 말 유카탄 반도에 소행성이 떨어져[6] 공룡이 멸종해버린 사건을 말한다.
자세한 건 해당 항목인 K-Pg 멸종 참조.
3.6. 홀로세 대멸종
이름은 홀로세 대멸종이지만 이미 플라이스토세 말기 무렵부터 현생 인류(호모 사피엔스)에 의한 현재진행형의 대량절멸으로 양서류 30%·포유류 23%·조류 12%가 조만간 사라질 것이라고 한다.[7] 이 홀로세 멸종(Holocene extinction)을 위 5대 멸종과 동급이라고 하여 6번째 멸종이라고 부르는 경우도 있는데 이에 대한 것은 아래 단락을 참고할 것. 근대 시대 때에는 선원들의 식량 보급[8]이나 희귀동물들의 표본 수집[9]을 위한 무분별한 남획과 쥐, 고양이, 돼지, 토끼, 사슴 등의 생물 등이 유입되어 멸종된 경우가 많았다. 현재는 역시나 벌어지고 있는 무분별한 남획, 서식지의 파괴와 지구온난화가 큰 문제가 되고 있다.
지구온난화뿐만 아니라 남태평양의 섬들은 제국주의 시대에 서양인들이 들여온 고양이, 개 때문에 인간의 보호가 없다면 멸종당할 종들이 수두룩하고, 고래, 물범 등은 20세기 초 잦은 남획으로 유전자다양성이 적어져 현재 보호하고 있다 해도 전염병 같은 게 한번 돌면 위험하다.
인류가 멸망해도 곤충은 살아남을 것이라던 주장이 무색하게, 곤충의 대량멸종이 현실화되며 20~30년 이내로 현존 곤충의 40%가 멸종한다는 예측이 나왔다. 주된 이유는 살충제와 서식지 개간, 지구온난화의 삼중고. 곤충이 생태계 먹이사슬에서 차지하는 막대한 비중을 생각해보면 곤충의 멸종은 다른 수많은 종들의 도미노 멸종을 불러올 것이다. (관련 기사)
3.6.1. 6번째 멸종 논란
다만 위 단락에서 인간 이외의 모든 동물이 절멸한다는 주장은 상당한 과장이다. 동물이라는 개념을 육상 사지 동물에 제한을 두는 사람이 제법 많은데 동물 전체 종의 70%가량을 절지동물이 차지하고 있다. 조류, 포유류의 멸종률을 다른 생태와 특징을 가진 생물들에게도 그대로 적용하여 800년~2만 년 안에 모든 종이 멸종할 것이라고 하는데 전혀 다른 생태를 가진 생물들로 추론해낸 식을 그대로 적용하는 것도 문제지만 생물이라는 것은 눈에 보이는 것들이 다가 아니다. 극한의 환경에서 살아가는 고균, 수천 미터 이하에 살고 있는 심해 생물들, 포자로 서식하는 균류, 이끼류, 수많은 절지동물들 모두 생물이다.
즉 눈에 잘 보이는 중형, 대형 생물들의 멸종은 인간이 초래할 수 있으나 소형 이하의 생물들은 인간이랑 서식지가 완전히 다르거나 인간이 닿기 힘든 곳에 있는 경우도 있기에 멸종시키기도 어렵고 이러한 생물들이 전체 동물의 절반 이상을 차지하기에 눈에 잘 보이는 생물의 멸종이 인간 외 모든 생물의 100% 멸종인 것은 아니다. 물론 100% 멸종이 아니니까 괜찮다는 것이 아니라 단지 비과학적으로 과장된 잘못된 정보는 지양하자는 것.
그리고 인간에 의해 멸종된 대부분의 생물들에게는 공통점이 있는데 바로 극단적인 환경에서만 사는 생물 혹은 원래 개체군이 적었다는 점. 이런 점을 생각해보면 광범위한 서식지를 가진 생물이 멸종될 경우 인류는 심각하게 고민해볼 필요가 있다.[10]
사실 위에 서술한 5대 멸종이라는 개념은 1982년 발표된 한 논문에서 거론된 것인데 그 논문이 나온 이후 연구가 진척되면서 5대 멸종 이외에도 수많은 대량절멸들이 있었다는 것이 알려지면서 기존에 알려졌던 5개 대량절멸을 주요한 멸종사건(major extinction event)이라 칭하는 것이지 처음부터 엄밀한 기준을 가지고 5개를 뽑은 것이 아니기 때문에 홀로세 멸종이 6번째 멸종이 맞는가, 즉 위에서 서술한 5대 멸종과 동급이냐 아니냐 하는 것은 확실한 정답이 있을 수가 없고 학계에서도 의견이 분분하다. 다만 오해하지 말아야 할것은 홀로세 멸종이 상술한 5대 멸종과 동급이다, 동급까지는 아니다라는 식으로 논란이 되는 것이지 소위 '6번째 멸종'이든 그냥 대량절멸이든 간에 어쨌든 현재 홀로세 멸종이라는 대량절멸이 진행되고 있다는 것을 부인하는 학자는 없다.
그리고 만약 이것을 지질학적인 멸종으로 분류한다면, 이 홀로세 멸종이 다른 멸종사태와 구별되는 가장 특이한 점은 종의 사멸 속도가 유례없이 빠르다는 점 정도이다.
여담으로 현대 이전에는 신생대 플라이스토세에 거대 동물[11]들의 대멸종이 있었는데, 결국 최종 원인은 '''현재까지도 밝혀지지 않았다.'''[12] 사실 신생대 포유류에게 가장 극심했던 멸종 시기는 플라이스토세 말이 아니라 마이오세-플라이오세 경계 시기였다.[13] 다른 생물 단위까지 확대하면 에오세 중후기에 일어난 멸종도 플라이스토세 말보다 규모가 거대했다.[14] 자료 출처
4. 논란
4.1. 고생물학자 리처드 K. 밤바흐(Richard K. Bambach) 데본기 후기 멸종과 트라이아스기 말 멸종 이견
리처드 밤바흐가 2002년 논문에서 대멸종이 아니라 그저 소규모, 중규모 멸종이 겹쳐서 일어난 멸종이기에 대멸종에 포함되지 않는다는 주장을 펼친 바 있다. 데본기 멸종의 경우 소규모 멸종이 연속적으로 일어나서 생태계의 변화가 점진적으로 일어난 경우이고 트라이아스기 말 멸종을 초기 후기로 나누면 초기에는 배경멸종과 다를 바 없는 멸종 수를 보이지만 후기로 가면 갑작스럽게 많은 생물이 멸종의 길을 걷는 모습을 보인다. 대멸종의 정의가 비교적 단기간에 한 가지 사건 혹은 한 가지 사건에 의해 일어난 일련의 사건으로 생물이 대량 멸종한 것이니만큼 데본기, 트라이아스기 멸종을 대멸종 목록에서 빼야한다는 주장.
4.2. 선캄브리아대에 있었던 두 차례 대량절멸
우선 첫 번째는 6억 5천만 년 전에 일어났던 에디아카라 초기의 대멸종으로 추정되는 사건으로 이는 눈덩이 지구 모델로 설명되며 원인을 지구 냉각화로 꼽지만 멸종이 있었는지도 단순 추정인 데다가 눈덩이 지구 모델도 완벽한 것이 아니라서 아직은 더 많은 증거가 필요한 사건이다. 두 번째로는 5억 4,200만 년 전의 에디아카라 동물군의 멸종 사건. 이 멸종으로 에디아카라 동물군의 주류인 해파리, 벌레 형태의 생물들은 사라지고 캄브리아기 초기에 패각동물이 번성하게 되었다. 허나 일각에서는 화석 기록의 부족으로 각기 다른 시기에 멸종한 것임에도 단기간에 멸종한 것처럼 보일 수 있다는 주장도 펼치며 멸종 원인도 영양소 결핍, 기온 변화에 대한 몇몇 증거가 있을 뿐 턱없이 기록이 부족한 편.
5. 기타
멸종이라는 흥미로운 주제에 대한 내용이기 때문에 SNS, 블로그, 커뮤니티에서도 간혹 볼 수 있으나 대부분이 지나치게 과장되는 경우가 많으니 인터넷에 떠돌아다니는 글은 신뢰할 수 있는 곳이나 출처가 없으면 믿지 말자. 특히 페름기 대멸종과 6번째 대멸종에 대해 다루는 글들은 말도 안 되는 내용이 상당히 많은 편이다.
6. 참고 문서
- 멸종 위기 동물
- 네메시스 가설 - 생물체의 대량 멸종은 주기성이 있으며 이러한 주기성을 가지는 대량 멸종은 지구 내부의 원인만으로는 설명이 안 되며 지구 밖에 원인이 있을 것이다. 이로써 탄생한 것이 이론상의 항성 네메시스#s-3.1다. 네메시스가 공전을 하면서 태양에 접근해 오르트 구름(Oort Clouds)을 지나갈 때, 오르트 구름을 교란시켜 주위 행성에 '혜성 소나기'를 내려 생물들의 멸종을 초래한다는 것이다.
- 감마선 폭발
- 지구 대멸종 (원제: Animal Armageddon) - 미국의 디스커버리 채널에서 2009년 제작한 다큐멘터리로 EBS의l 다큐10+ 프로그램에서 2011년 2월에 1~4편을, 같은 해 7월에는 5~8편을 방송했다. 위에서 설명한 대멸종에 대한 내용을 다루고 있다.
7. 관련 문서
[1] 포스트 아포칼립스라고 오표기 하는 겨우도 있는데, 그것은 멸망 이후의 세상을 의미하므로 대멸종은 그냥 아포칼립스라고 칭하는 것이 알맞다.[2] 현재의 유라시아.[3] 현재의 아메리카+아프리카+오세아니아.[4] Cental Atlantic Magmatic Province, 줄여서 CAMP라고 부른다.[5] 이때 비가 자그마치 200만년 동안이나 내렸다고 한다[6] 대멸종의 원인이 '데칸 고원의 화산폭발'이라는 설은 2020년 논문에 의해 완전히 부정되어 없어져버렸다. 조류를 제외한 공룡의 멸종 원인은 결국 소행성 충돌에 의해서 라는 것.#[7] 이 외에도 곤충 가운데 딱정벌레류를 포함하기도 한다[8] 선원들이 살아있는 갈라파고스 코끼리거북을 배에 '''싣고'''(태우고가 아니다.) 가서 비상식량으로 구비해놓는 등.[9] 특히 20세기 초에는 과시용도로 잡는 양이 어마어마했다. 멸종한다는 종의 소식이 들려오면 보호한다는 게 아니라 너도 나도 먼저 멸종시키는 데 이름 올리겠다고 했으니... 하지만 이것도 서식지의 파괴에 비하면 일부.[10] 여행비둘기도 여기 속하지 않는다. 광범위한 서식지라는 게 모기, 늑대같이 정말 일부 극한 지역을 제외한 거의 모든 지역에 사는 경우를 말한다. 당장 여행비둘기는 여러 나라 사람들이나 지구온난화 같은 범지구적인 환경파괴가 아닌 미국인들의 숲 개간과 사냥만으로도 멸종되었다.[11] 코끼리만 한 땅늘보, 메갈로케로스, 털매머드, 황제매머드, 스밀로돈, 티라누스 북극곰, 큉커나, 메갈라니아, 동굴사자, 동굴하이에나, 아메리카사자, 디프로토돈, 게니오르니스, 테라토르니스, 자이언트 비버, 도에디쿠루스, 다이어울프, 털코뿔소, 팔로르체스테스, 아르크토두스, 주머니사자, 마스토돈 등.[12] 실제로 플라이스토세의 대형 동물의 멸종 원인은 아직까지도 논란이면서 원인을 찾아봐도 도저히 알 수 없는 지질시대 사상 최대의 수수께끼로 남겨져 있는 미확인사건이다. 그럴 수밖에 없는 게 많은 학자들이 저마다 믿을 수가없다고 주장을 하면서 자기들끼리 반박을 하며 마구 떠들어대는 탓에 그걸 그대로 믿으면 오히려 너무 곤란하다. 우선 많은 사람들에게 굉장히 잘 알려져있는 그 유명한 인류의 과도한 사냥설이 있지만, 몇몇 학자들은 인간과 거대 동물들간에 무려 수천 년 동안이나 공존을 하며 별 탈 없이 잘 살아갔다는 점 때문에 굉장히 부정적인 시각으로 바라보고있고, 기후 변화의 가설 역시 플라이스토세 동안에 추운 기후의 빙하기와 따뜻한 기후의 간빙기가 반복되었음에도 불구하고 거대 동물들이 플라이스토세 동안에는 소멸되지 않고 잘 적응하며 살아갔다는 점 때문에 굉장히 부정적인 시각으로 바라보고 있다.[13] 지역별로 차이가 있기는 했다. 남아메리카나 오스트레일리아의 경우에는 그리 큰 영향이 없었다고 한다. 뭐 남아메리카의 경우에는 플라이오세인 300만 년 전(최근에는 1400만년전으로 보는 학자들도 있다고 한다.) 북아메리카와 연결되면서 상당수의 고유 동물이 북아메리카에서 넘어온 동물들에게 밀려 나버렸고 오스트레일리아의 경우에는 플라이스토세 말에 상당수가 갈리고 말았지만...이는 플라이스토세 멸종 역시 아프리카와 해양생태계 쪽에서는 영향이 적었던 것과 똑같다.[14] 단, 이 주장에서 의미있게 봐야할 부분은 인간이 이룩한 문명 역시 이런 대멸종을 야기할 수 있다는 부분이다. 실제로 국제 교류가 방대하게, 또 짧은 시간 안에 이루어지면서 각 지역의 풍토병이 빠르게 오고가고 있다. 그리고 그런 피해에서는 인류조차 예외가 아니다.