얼음 아래 거대한 히아와타(Hiawatha) 충돌 분화구 5,800만년 전에 형성돼
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2022-03-10 14:44:00
3'30" 읽기
- 너비 31km의 충돌 분화구는 빙하기 말이 아니라 5,800만 년 전에 형성
- 소행성은 6,600만 년 전 공룡을 멸종시킨 파괴적이고 훨씬 더 큰 덩어리가 있은 지 불과 몇 백만 년 후에 지구 강타
- 당시에 특히 많은 양의 CO2가 이탄 습지, 영구 동토층 및 메탄 하이드레이트에 결합
문제는 Hiawatha 영향이 발생한 시점을 아직 결정할 수 없다는 것이다.
분화구는 1km 두께의 얼음 층 아래에 있어 접근할 수 없기 때문에 의미 있는 샘플이 없었다. 그러나 초기 징후에 기초해 과학자들은 이러한 영향이 약 1만 2,900년 전 빙하기 말에 발생했을 수 있다는 점을 배제하지 않았다. 이것은 한랭기간을 인식하지 못하고 논란이 되는 초기 드리아스의 방아쇠의 후보가 될 것이다.
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Hiawatha 영향을 날짜로 지정하는 것이 훨씬 더 중요했다. 분화구 발견자 중 한 명인 코펜하겐 대학의 수석 저자인 Nicolaj Larsen은 "우리는 나이를 결정하는 방법을 찾기 위해 열심히 노력해 왔다"며 "Hiawatha 영향과 관련이 있을 수 있는 환경 샘플을 수집하기 위해 여러 현장 탐사를 수행했다"고 말했다.
이 샘플 중에는 빙하 아래에서 녹은 물에 의해 씻겨진 모래 알갱이가 있으며, 그 석영 결정은 충격으로 인한 변형의 징후를 보여준다. 과학자들은 또한 충격의 열로 분명히 녹았다가 다시 응고된 더 큰 암석 조각을 발견했다. 이러한 발견을 통해 팀은 암석에 포함된 아르곤 및 우라늄 납 대추 날짜 지르코늄 결정과 함께 Bass의 석영 입자를 동위원소로 만들 수 있었다.
공룡 킬러로부터 불과 몇 백만 년 후
놀라운 결과: Hiawatha Crater는 이전에 가정한 것보다 상당히 오래되었다.
두 가지 연대 측정 방법 모두 독립적으로 거의 5,800만 년의 나이를 추정했다. 이 소행성은 6,600만 년 전 공룡을 멸종시킨 파괴적이고 훨씬 더 큰 덩어리가 있은 지 불과 몇 백만 년 후에 지구를 강타했다. "그것은 우리 모두를 놀라게 했다"고 스톡홀름에 있는 스웨덴 자연사 박물관의 제1저자인 Gavin Kenny가 말했다.
그러나 두 실험실에서 두 가지 다른 방법을 사용해 수행한 연대측정 결과는 모두 같은 결론에 이르렀다. 분화구의 오래된 나이는 형태학적 특징과도 일치한다. 분화구 가장자리와 중앙의 고리 모양 고도가 모두 젊은 분화구에 있어야 하는 것보다 낮기 때문이다. "반면에 5,800만 년 전으로 거슬러 올라가는 이 형태는 특히 가장자리와 고리가 점점 더 침식된 장기간 침식의 결과로 설명된다"고 팀은 기술했다.
그린란드 빙하기 훨씬 이전
이것은 Kenny와 그의 동료들이 지적한 바와 같이 Hiawatha 충격이 1만 2,900년 전 Dryas 추운 기간과 관련될 수 없었음이 분명하다. 동시에 연대를 다시 측정한다는 것은 이 영향이 그린란드의 빙하화 훨씬 이전에 발생했음을 의미한다. 5,800만 년 전 기후는 온화했고 충돌 지점은 풍부한 야생 동물이 있는 울창한 숲으로 덮여 있었다.
소행성은 두꺼운 얼음층에 충돌한 것이 아니라 땅에 직접 충돌했다. 이것은 수백만 개의 히로시마 원자폭탄에 해당하는 에너지를 방출했으며 적어도 지역적으로나 지역적으로는 심각한 영향을 미쳤을 것이라고 연구원들은 설명한다. 그러나 이전에 이 사건에 기인한 Hiawatha Glacier 및 주변 얼음 덩어리의 구조에서 일부 붕괴는 다른 기원을 가지고 있어야 한다.
그 영향이 전 세계적인 영향을 미쳤을까?
Kenny와 그의 팀은 심지어 전 지구적 결과가 있을 수 있다고 생각한다. "Hiawatha 충격의 시기는 소위 Paleocene Carbon Isotope Maximum(PCIM)과 일치한다"고 그들은 보고했다. 이 탄소 최대값은 이 기간의 퇴적물에서 중탄소 동위원소 13C의 증가된 통합의 넓은 피크로 나타난다.
연구원들이 설명하는 바와 같이, 이것은 그 당시에 특히 많은 양의 CO2가 이탄 습지, 영구 동토층 및 메탄 하이드레이트에 결합됐고 해수 및 해양 퇴적물의 동위원소 구성도 변화했음을 시사한다. 이러한 이동은 충돌 후 발생하는 것과 같은 기후 변화를 나타낼 수 있다.
"따라서 상대적으로 큰 Hiawatha 영향이 후기 Paleogene 탄소-13 값에 사인을 남겼고 당시 지역 또는 글로벌 생산성에 영향을 미쳤을 가능성이 있다." 그러나 이를 확인하기 위해서는 추가 충돌 잔해와 충돌로 인한 분출 흔적을 먼저 찾아 조사해야 한다.
(과학 발전, 2022, doi: 10.1126/sciadv.abm2434)
출처: 코펜하겐 대학교
- 너비 31km의 충돌 분화구는 빙하기 말이 아니라 5,800만 년 전에 형성
- 소행성은 6,600만 년 전 공룡을 멸종시킨 파괴적이고 훨씬 더 큰 덩어리가 있은 지 불과 몇 백만 년 후에 지구 강타
- 당시에 특히 많은 양의 CO2가 이탄 습지, 영구 동토층 및 메탄 하이드레이트에 결합
그린란드 분화구는 생각보다 오래되었다.
5,800만 년 전에 형성된 얼음 아래에 있는 거대한 히아와타(Hiawatha) 충돌 분화구
놀랍게도 오래됨:
불과 몇 년 전 그린란드에서 발견된 히아와타 분화구는 예상보다 훨씬 오래됐다. 31km의 충돌 분화구는 빙하기 말이 아니라 5,800만 년 전에 형성됐다. 그 영향은 연구원들이 Science Advances 저널에 보고한 바와 같이 그린란드가 여전히 종이 풍부하고 울창한 숲으로 덮여 있을 때 발생했다.
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| ▲ 그림 1 . 그린란드 북서쪽에 있는 Hiawatha Glacier의 위치와 지형학적 설정. (A) 그린란드 북서부의 지역 보기. (B) Hiawatha 구조를 보여주는 기반암 지형도, 40Ar/39Ar 분석(HW21-2016)에 대한 빙하하 퇴적물의 샘플링 위치 및 지르콘 U-Pb 분석(HW19-01 및 HW19-05)에 대한 충격 용해 암석 쇄설. NASA와 2016년 AWI(Alfred Wegener Institute)의 항공 레이더 탐지 데이터를 기반으로 한 침대 지형. 샘플 HW19-01 및 HW19-05는 Hiawatha Glacier의 종점에서 하류로 4km 떨어진 넓은 강둑의 동일한 위치에서 가져온 것이다. 흰색 선은 현재 그린란드 빙상의 한계를 나타낸다. (출처: 관련논문 Fig 1. A Late Paleocene age for Greenland’s Hiawatha impact structure) |
31km 너비의 Hiawatha 분화구는 북서 그린란드의 1km 두께 얼음 아래에 숨겨져 있다.
문제는 Hiawatha 영향이 발생한 시점을 아직 결정할 수 없다는 것이다.
분화구는 1km 두께의 얼음 층 아래에 있어 접근할 수 없기 때문에 의미 있는 샘플이 없었다. 그러나 초기 징후에 기초해 과학자들은 이러한 영향이 약 1만 2,900년 전 빙하기 말에 발생했을 수 있다는 점을 배제하지 않았다. 이것은 한랭기간을 인식하지 못하고 논란이 되는 초기 드리아스의 방아쇠의 후보가 될 것이다.
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| ▲ Hiawatha Glacier의 가장자리에서 연구원들은 충격의 가능한 잔해를 찾았다. © Shfaqat Abbas Khan |
데이트 도우미 검색
Hiawatha 영향을 날짜로 지정하는 것이 훨씬 더 중요했다. 분화구 발견자 중 한 명인 코펜하겐 대학의 수석 저자인 Nicolaj Larsen은 "우리는 나이를 결정하는 방법을 찾기 위해 열심히 노력해 왔다"며 "Hiawatha 영향과 관련이 있을 수 있는 환경 샘플을 수집하기 위해 여러 현장 탐사를 수행했다"고 말했다.
이 샘플 중에는 빙하 아래에서 녹은 물에 의해 씻겨진 모래 알갱이가 있으며, 그 석영 결정은 충격으로 인한 변형의 징후를 보여준다. 과학자들은 또한 충격의 열로 분명히 녹았다가 다시 응고된 더 큰 암석 조각을 발견했다. 이러한 발견을 통해 팀은 암석에 포함된 아르곤 및 우라늄 납 대추 날짜 지르코늄 결정과 함께 Bass의 석영 입자를 동위원소로 만들 수 있었다.
공룡 킬러로부터 불과 몇 백만 년 후
놀라운 결과: Hiawatha Crater는 이전에 가정한 것보다 상당히 오래되었다.
두 가지 연대 측정 방법 모두 독립적으로 거의 5,800만 년의 나이를 추정했다. 이 소행성은 6,600만 년 전 공룡을 멸종시킨 파괴적이고 훨씬 더 큰 덩어리가 있은 지 불과 몇 백만 년 후에 지구를 강타했다. "그것은 우리 모두를 놀라게 했다"고 스톡홀름에 있는 스웨덴 자연사 박물관의 제1저자인 Gavin Kenny가 말했다.
그러나 두 실험실에서 두 가지 다른 방법을 사용해 수행한 연대측정 결과는 모두 같은 결론에 이르렀다. 분화구의 오래된 나이는 형태학적 특징과도 일치한다. 분화구 가장자리와 중앙의 고리 모양 고도가 모두 젊은 분화구에 있어야 하는 것보다 낮기 때문이다. "반면에 5,800만 년 전으로 거슬러 올라가는 이 형태는 특히 가장자리와 고리가 점점 더 침식된 장기간 침식의 결과로 설명된다"고 팀은 기술했다.
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| ▲ 그림 5. 그린란드 북서쪽에 있는 Inglefield Land와 Prudhoe Land의 지질 지도. 기반암 샘플(4)에 대해 이전에 발표된 지르콘 U-Pb 연대는 검은색 텍스트로 표시되고 충격을 받지 않은 지르콘 연대는 Hiawatha Glacier(현재 연구) 종점에서 하류로 4km에서 샘플링된 충격 용해 암석 덩어리에서 녹색 텍스트로 표시. 충격 용해 암석 샘플에서 충격을 받지 않은 지르콘의 지배적 연대(1915 ± 8 Ma)는 Hiawatha Glacier(굵은 글씨) 근처에서 세 개의 규장질 화성 관입의 지르콘 U-Pb 연대와 구별할 수 없으며, 이는 쇄석의 지역적 기원을 뒷받침한다. 충격 용해 바위의. (4) 이후에 지도가 수정됐다.(출처: 관련논문 Fig 5) |
그린란드 빙하기 훨씬 이전
이것은 Kenny와 그의 동료들이 지적한 바와 같이 Hiawatha 충격이 1만 2,900년 전 Dryas 추운 기간과 관련될 수 없었음이 분명하다. 동시에 연대를 다시 측정한다는 것은 이 영향이 그린란드의 빙하화 훨씬 이전에 발생했음을 의미한다. 5,800만 년 전 기후는 온화했고 충돌 지점은 풍부한 야생 동물이 있는 울창한 숲으로 덮여 있었다.
소행성은 두꺼운 얼음층에 충돌한 것이 아니라 땅에 직접 충돌했다. 이것은 수백만 개의 히로시마 원자폭탄에 해당하는 에너지를 방출했으며 적어도 지역적으로나 지역적으로는 심각한 영향을 미쳤을 것이라고 연구원들은 설명한다. 그러나 이전에 이 사건에 기인한 Hiawatha Glacier 및 주변 얼음 덩어리의 구조에서 일부 붕괴는 다른 기원을 가지고 있어야 한다.
그 영향이 전 세계적인 영향을 미쳤을까?
Kenny와 그의 팀은 심지어 전 지구적 결과가 있을 수 있다고 생각한다. "Hiawatha 충격의 시기는 소위 Paleocene Carbon Isotope Maximum(PCIM)과 일치한다"고 그들은 보고했다. 이 탄소 최대값은 이 기간의 퇴적물에서 중탄소 동위원소 13C의 증가된 통합의 넓은 피크로 나타난다.
연구원들이 설명하는 바와 같이, 이것은 그 당시에 특히 많은 양의 CO2가 이탄 습지, 영구 동토층 및 메탄 하이드레이트에 결합됐고 해수 및 해양 퇴적물의 동위원소 구성도 변화했음을 시사한다. 이러한 이동은 충돌 후 발생하는 것과 같은 기후 변화를 나타낼 수 있다.
"따라서 상대적으로 큰 Hiawatha 영향이 후기 Paleogene 탄소-13 값에 사인을 남겼고 당시 지역 또는 글로벌 생산성에 영향을 미쳤을 가능성이 있다." 그러나 이를 확인하기 위해서는 추가 충돌 잔해와 충돌로 인한 분출 흔적을 먼저 찾아 조사해야 한다.
(과학 발전, 2022, doi: 10.1126/sciadv.abm2434)
출처: 코펜하겐 대학교
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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