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고대의 기후 변화 : 야자나무가 가문비나무에 길을 내주다 Inven.Discov.Tech.

Ancient Climate Change: When Palm Trees Gave Way To Spruce Trees

기후학자들에게 미래의 기후를 예측하는 도전 중 일부분은, 과거의 기후 변화 시기에 정확하게 어떤 일이 일어났는지를 알아내는 일이다.

오래된 기후학적 퍼즐 중 하나는 3천 3백 50만년 전 후기 시신세(Eocene)와 초기 점신세(Oligocene)에 일어난 일련의 사건들과 연관이 있다. 이 시기에는 복잡한 변화들이 진행되었다. 전 지구적으로 이산화탄소 레벨이 떨어지고 온실처럼 따뜻했던 공룡의 시대와 시신세가 끝나가고 있었다. 남극에서는 얼음판이 형성되고 남극 대륙의 대부분을 덮어버렸다.

그러나 북쪽에서는 정확하게 어떤 일이 일어났는가? 언제 그리고 어떻게 북반구에서 빙하가 형성되기 시작했으며, 이 정보가 이산화탄소 레벨과 현재의 기후 사이의 연관 관계를 이해할 수 있게 해 줄 것인가?

Brandon 대학에서 NSERC의 지원을 받는 연구자인 David Greenwood 박사가 포함된 국제 연구팀은, 현재 매우 상세한 첫 번째 대답을 제공하고 있으며 이것은 뜻밖의 정보에서 얻은 것이다.

“지상의 식물 화석들은 과거 기후를 보여주는 훌륭한 지표가 됩니다. 그러나 Canadian Arctic 과 Greenland의 식물 화석들은 이 중요한 기후 변화를 기록하지 않고 있으며 이 연대를 정확하게 알아내기가 어려웠습니다. 이런 이유로 우리는 다른 곳을 찾아볼 필요가 있었습니다.”라고 Greenwood 박사가 말했다. 북대서양이 열리기 시작했을 때 해양 침전물들이 쌓이기 시작한 곳은 현재의 Norwegian-Greenland 해 밑바닥에 위치하고 있다. 여기에서 채집한 침전물 코어 샘플은 대륙에서 서쪽으로 날아온 포자와 꽃가루 기록을 보존하고 있다.

“이 해양 침전물 샘플들은, 가장 번성했던 식물들의 변화에 대한 정확한 연대표를 우리에게 제공해 주고 있습니다. 그리고 이들 중 많은 종들이 현재에도 친척 뻘인 종들로 살아남아 있기 때문에, 우리는 이들이 살았던 환경과 온도가 매우 비슷했을 것이라고 확신할 수 있습니다.”라고 Greenwood 박사가 말했다.

기후 변화의 전체적인 그림을 알아보기 위해 연구자들은 식물 데이터를, 같은 침전물 속의 화학 물질과 동위 원소 데이터에서 얻은, 대기와 해양 상태에 대한 물리학적 정보와 병합하여 이 시기의 기후를 컴퓨터로 모델화한 것과 비교했다.

“우리는 시신세에서 점신세로 넘어가는 과정에서 지상의 여름 기온이 상대적으로 따뜻했다는 사실을 확인할 수 있었습니다. 그러나 이 시기는 계절적 특성이 뚜렸하게 나타났습니다.”라고 Greenwood 박사가 말했다.

“가장 추운 달의 평균 기온은 얼음이 얼기 직전인 섭씨 5도까지 떨어졌습니다. 이는 동부 그린란드에 대륙 얼음판을 형성하기에는 충분하지 않았습니다. 그러나 이 현상은 야자수와 늪 싸이프러스 같은 아열대 식물 종을 쓸어가 버렸으며, 대신 이 자리는 가문비나무나 헴록 같은 식물로 대체되었습니다.”라고 그가 말했다.

연구자들은 그럼에도 불구하고 이 교체기의 중간 시기는 상당히 따뜻하게 유지되었을 것이라고 생각하고 있다. “히코리와 호두나무는 여전히 남아있었지만, 마지막 단계에서는 거의 찾아볼 수 없게 되었습니다.”라고 그가 덧붙였다.
비록 북위도 지역에서 시원한 세계를 향한 발걸음이 점진적으로 진행되고 있었지만 Greenwood 박사에 따르면, 이는 불가피한 것이었다고 한다.

“지구 궤도에서의 지구의 위치 변화가 극지방의 계절적 복사의 많은 부분을 이끌고 있었으며, 전체적으로 열대지역에서 열이 점점 집중되고 있었고 이는 전 지구적으로 대기 중에 이산화탄소 레벨이 감소한 것에 원인이 있었습니다.”라고 그가 말했다.

연구팀의 시신세, 점신세 기록의 상세한 부분은 Nature 지 6월 18일 자에 게재될 것이다.

참조 : James S. Eldrett, David R. Greenwood, Ian C. Harding & Matthew Huber. Increased seasonality through the Eocene to Oligocene transition in northern high latitudes. Nature, 2009; 459 (7249): 969 DOI: 10.1038/nature08069

http://www.sciencedaily.com/releases/2009/06/090617131356.htm




Ancient Climate Change: When Palm Trees Gave Way To Spruce Trees

ScienceDaily (June 25, 2009) — For climatologists, part of the challenge in predicting the future is figuring out exactly what happened during previous periods of global climate change.


 New research reveals the demise of an ancient forest. These are dawn redwood stumps on Axel Heiberg Island, Nunavut. (Credit: Copyright David Greenwood / Used with permission)

One long-standing climate puzzle relates to a sequence of events 33.5 million years ago in the Late Eocene and Early Oligocene. Profound changes were underway. Globally, carbon dioxide levels were falling and the hothouse warmth of the dinosaur age and Eocene Period was waning. In Antarctica, ice sheets had formed and covered much of the southern polar continent.

But what exactly was happening on land, in northern latitudes? When and how did Northern glaciation begin, and what does this knowledge add to the understanding of the relationship between carbon dioxide levels and today's climate?

An international team that included Dr. David Greenwood, an NSERC-funded researcher at Brandon University, now provides some of the very first detailed answers, and they come from an unusual source.

"Fossils of land plants are excellent indicators of past climates," said Dr. Greenwood. "But the fossil plant localities from the Canadian Arctic and Greenland don't appear to record this major climate change, and pose problems for precisely dating their age, so we needed to look elsewhere."

The "where" was in marine sediments entombed when the North Atlantic Ocean was beginning to open, and lying now at the bottom of today's Norwegian-Greenland Sea. Sediment cores taken from there contained a record of ancient spores and pollen blown from the continent to the west.

"These marine sediment cores give us a very precise chronology of the changes in the dominant land plants," said Dr. Greenwood "and since many of these species have modern relatives, we can assume that the temperatures and environments they lived in were very similar."

To arrive at a holistic picture of the climate of the transition, the researchers merged the plant data with physical information about the state of the atmosphere and ocean taken from chemical and isotopic information in the same sediments, and compared this to computer modelling of climate in the period.

"We can see that summer temperatures on land remained relatively warm throughout the Eocene/Oligocene transition, but that the period was marked by increasing seasonality," said Dr. Greenwood.

"Mean temperatures during the coldest month dropped by five degrees Celsius, to just above freezing," he said.

"This was probably not enough to create much in the way of continental ice on East Greenland," he said, "but it did wipe out palms and other subtropical trees such as swamp cypress. They were replaced by temperate climate trees such as spruces and hemlock."

The researcher said that, nonetheless, the middle period of the transition remained fairly warm. "Hickory and walnut were still present, but these became rare in the final stages," he said.

Although the march to a cooler world was gradual in northern latitudes, it was inevitable according to Dr. Greenwood.

"Changes in the earth's position in its orbit were leading a much greater seasonal range in radiation for polar regions and, overall, heat was becoming more concentrated in the tropics, largely due to a global drop in carbon dioxide levels in the atmosphere" he said.

The group's detailed record of the Eocene/Oligocene transition will appear in the June 18 issue of Nature.


Source
: KISTI, sciencedaily.com






 





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