지구 맥동 60백만년 주기: 해양 87Sr/86Sr, 생물다양성, 퇴적패턴의 동시진동

초록

연구진은 해양 87Sr/86Sr 비율이 약 59 ± 3 Myr 주기의 유의한 진동을 보이며, 이는 62 ± 3 Myr 주기의 해양동물 다양성 변동과 171° ± 12° 위상 차이를 가진다는 것을 밝혀냈다. 동일한 주기가 북미 탄산염 퇴적 패키지 수와도 일치한다. 저자들은 이러한 동시주기가 맨틀·판구조 활동, 대륙 융기, 기후·해양 화학 변화와 연결된 ‘지구의 펄스’ 현상일 가능성을 제시하고, 혹은 은하면을 통과하는 태양계의 진동과도 연관될 수 있음을 논의한다.

상세 분석

본 논문은 해양 87Sr/86Sr 동위원소 기록에 대한 고해상도 시계열을 Fourier 변환과 멀티톤 스펙트럼 분석으로 처리하여 59.3 ± 3 Myr의 주기를 도출하였다. 이 주기는 이전 연구에서 보고된 62 ± 3 Myr 주기의 해양동물 다양성 변동과 교차 스펙트럼을 통해 171° ± 12°의 위상 차이를 보이며, 두 신호가 거의 반대 위상임을 의미한다. 또한, 북미 대륙의 퇴적된 탄산염 패키지 수를 연대별로 정량화한 데이터에서도 58 ± 4 Myr 주기가 동일하게 나타나, 지구 전역적인 과정이 동시에 작용하고 있음을 시사한다. 저자들은 이러한 동시주기의 물리적 메커니즘으로 맨틀 플룸, 대륙판의 주기적 융기·침강, 대기·해양 순환의 변동을 제시한다. 맨틀 플룸이 표면으로 상승하면 화산활동과 대기 중 CO₂ 증가를 촉발하고, 이는 온난화를 유도해 해양 화학을 변화시켜 87Sr/86Sr 비율에 영향을 미친다. 동시에, 대륙 융기로 인한 육지 면적 확대는 탄산염 퇴적률을 감소시켜 해양 87Sr/86Sr 비율을 상승시키는 메커니즘을 설명한다. 반면, 은하면을 수직으로 진동하는 태양계의 주기가 약 60 Myr라는 천문학적 가설도 제시되었으며, 이는 우주선 플럭스와 기후 변동을 매개로 해양 화학 및 생물다양성에 간접적인 영향을 줄 수 있다. 통계적 검증에서는 95% 신뢰수준 이상의 피크를 확인했으며, 데이터 간 상관관계는 Monte Carlo 시뮬레이션을 통해 우연 발생 가능성을 <1%로 낮췄다. 그러나 시계열 길이와 연대 측정 오차, 지역적 샘플링 편향 등은 결과 해석에 남은 불확실성으로 남는다.