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1. 개요
지질시대(地質時代, Geological history)는 약 46억 년 전 지구가 형성된 시기부터 현세까지의 시간을 지질학적으로 연구하기 위해 사용되는 시대이다. 지질 시대의 구분 기준에는 화석, 대멸종, 부정합 등 지층의 특성이 있으며, 그 절대 연도는 방사성 동위 원소로 측정한다. 각 시대는 크게 선캄브리아 시대, 고생대, 중생대, 신생대로 나뉘며 각 대는 다시 기(紀), 세(世), 절(節)로 세분된다.보다 이전에는 지각이 안정된 약 38억 년 전을 지질 시대의 시작으로 보았으나, 이는 지구의 탄생 직후부터 지각이 안정되기 전까지를 포함하는 명왕누대(Hadean eon)가 추가되면서 수정되었다. 또 인류 역사가 시작된 약 1만 년 전 이후의 현세는 지질 시대에 포함시키지 않고, 따라서 역사 시대가 시작되면서 지질 시대가 끝난 것으로 보는 시각도 존재한다.[1] 그러나 오늘날 국제층위학위원회(ICS) 등 지질, 지사학계에서는 현세 역시 신생대 홀로세(Holocene, 기원전 9677년~)로 구분하여 연속적인 지질 시대의 일부로서 정의하고 있다. # 이 밖에 일부 과학자들은 기후변화와 관련된 위험성을 경고하고자 ' 인류세(Anthropocene)'라는 어휘의 사용을 추진하고 있기도 하다.
2. 선캄브리아 시대
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| 선캄브리아대(6억 5000만 년 전) |
이름 그대로 캄브리아기가 도래하기 이전의 시대를 일컫는다. 지구 역사를 4개로 나눈 누대 중에서 3개의 누대(명왕누대, 시생누대, 원생누대)가 이 선캄브리아 시대 이야기라 지구의 역사 대부분을 차지하는 시대라고 보면 된다.
2.1. 명왕누대 Hadean eon
46억 년 전부터 40억 ~ 35억 년 전까지의 시대이다. 공식적인 분류는 아니다. 왜냐면 생명체 탄생부터 시생누대로 분류하기 때문에 오래된 생명체 화석이 발견될수록 시생누대가 빨라지기 때문이다.약 46억 년 전에 지구가 탄생했으므로 이때가 사실상 지구 역사의 시작인 셈이지만 이 시대에 대해 알려진 바는 많지 않다. 너무 오래 전의 일이라서 증거가 거의 남아있지 않기 때문이며, 더 이전에는 이제 막 대지가 형성되고 있었으며, 더욱더 이전인 46억년 전으로 넘어가면 지구라는 행성이 만들어지고 있는 시기라서 지질학적 증거가 만들어질 수 없었기 때문이다. 즉 혼돈 그 자체였던 시기. 지구에서 가장 오래된 암석은 38억 년 전의 암석인 화강편마암이며, 그 이전의 암석은 단 하나도 남아있지 않다.
운석들이 충돌로 뭉쳐 지구가 생성되고 중력이 강해지자 지구가 수소와 산소 가스를 대기 중에 붙잡고 물과 유기물질이 생겼다.
이 시대의 주된 사건은 다음과 같다.
- 무수히 많은 운석들이 지구에 낙하하면서 지구의 덩치를 지금처럼 불렸다.
- 지구에 위성인 달이 생겼다. 여러가지 설 중 현재 가장 각광받는 것은 다음과 같다. 크기가 현재의 화성과 비슷한 크기의 테이아라는 원시 행성이 지구와 충돌하는 '자이언트 임팩트'가 있었다. 이 충격으로 원시 지구에서 커다란 덩어리가 떨어져 나왔으며, 이것이 달이 되었다.[2][3][4] 이 초기의 달은 지구와의 거리가 지금의 절반 정도였고 덕분에 조수간만의 차이가 현재보다 컸다.
- 엄청난 규모의 초화산들이 다수 있어 용암이 대지를 덮고 있었다.
- 운석 충돌이 잦아들자, 지구가 식었고, 빠르면 테이아 충돌 이전인 43억년 전부터 늦어도 약 40억 년 전부터는 대기 중의 수증기가 비가 되어 내렸다. 이 비는 수백 년에서 수만 년 동안 지속되어 현재의 바다를 만들었다.
- 대기는 질소와 이산화탄소가 주성분으로 현재 기압의 10~100배 정도로 무거웠으며, 해저 화산폭발과 유기물질을 담은 운석의 충돌, 번개 등 여러 에너지에 의해 다양한 유기물질이 바다에 농축된다.
- 이러한 유기물질들이 섞이고 농축되면서 말기엔 단세포 형태의 생명인 최초의 생명체가 탄생하게 되고 명왕누대는 종료되며 시생누대가 시작된다.
2.2. 시생누대 Archean eon
약 40억 ~ 35억 년 전부터 25억 년 전까지의 시대이다.첫 생물의 탄생부터 시생누대로 분류되기 때문에 시작이 애매하다. 첫 생물이 운좋게 화석이 되기도 힘들고 설령 화석으로 남아도 그 화석이 현재까지 풍화침식을 견디고 있을지 모르기 때문이다. 논란은 있지만 40억년전 생명체 화석이 인정되면 # 40억년전부터 시작되고 아무리 보수적으로 잡아도 진짜 남세균 화석이 확실한 35억년전 화석이 있기 때문에 35억년전부터는 시작된것으로 보인다. 이 때문에 보통 시작을 38억년전 내외로 잡는다.
이 시대 초기까지는 산소가 없었으므로 산소를 필요로 하는 생물이 없었다. 당시 존재하던 생물은 모두 원핵생물이었으며, 세포 내에 핵을 지닌 진핵생물도 나타났다고 생각되지만, 화석이 발견되지 않아 확인할 수 없어 일단 현재 최초의 진핵생물은 원생누대에 나타난 것으로 추정된다.
이 시대에 최초의 환경파괴와 대멸종이 일어났다. 35억년전 시아노박테리아가 출현하면서 광합성을 시작, 산소를 대량으로 방출한 것이다. 이 산소는 바닷물 속의 철을 산화시켜 산화철로 만들었고, 산화철은 해저에 가라앉아 철광석이 되었다. 지구의 바다가 완전히 빨갛게 변했다고도 한다. 더 이상 산소가 산화시킬 원소들이 바다속에 존재하지 않자 산소는 대기 중으로 방출되기 시작했고, 대기 중의 산소 농도가 서서히 증가하기 시작했다. 문제는, 당시 지구에서 살고 있었던 생물들은 산소를 이용하여 에너지를 얻는 현재의 동물들과는 달리, 산소가 심각한 독으로 작용하는 절대 혐기성 생물(Obligate anaerobe)들이 절대 다수였다는 것. 당연히 이들은 갑자기 산소의 농도가 증가한 지구의 환경에 적응하지 못했고, 대규모 멸종으로 이어지게 된다. 이것이 바로 '산소 급증 사건(Great Oxygenation Event)', 심지어는 '산소 대참사(Oxygen Holocaust)' 라고도 불리는 대사건이다.
그러나 여기에 그치지 않고 산소는 끊임없이 증가했으며, 심지어 대기 중의 메탄을 산화시키기 시작했다. 그리고 마침내 그것이 모두 사라지자 지구는 얼음으로 뒤덮였다. 메탄이 사라지자 온실효과도 사라졌고, 당시 태양은 지금보다 광량이 20% 적었기 때문에 지구 전체가 얼어붙은 것이다. 해당 가설을 눈덩이 지구설이라고 한다.
이 시대에 오면서, 지구 대부분은 바다로 돼 있었고, 크기는 작지만 최초의 초대륙인 발바라(Vaalbara)가 탄생하였다. 발바라는 약 36억 년 전에 생성되기 시작했다고 한다. 현재는 아프리카 남부와 오스트레일리아에 그 일부가 남아있다.
2.3. 원생누대 Proterozoic eon
약 25억 년 전부터 5억 4200만 년 전까지의 시대이다.이 시대부터 대륙은 점점 커져 갔다. 우르(Ur), 케노랜드(Kenorland), 네나(Nena), 콜롬비아(Columbia), 로디니아(Rodinia), 판노티아(pannotia)와 같은 초대륙이 나타난 것이다. 이들은 다른 대륙과 융합해서 성장해 갔으나, 위 시대와 마찬가지로 너무 오래 전이라서 자료가 부족하므로 이 시대의 대륙이 생성된 시기와 박살난 시기는 불명이다.
긴 지구역사에서 큰 이벤트가 없었기 때문에 지질학자들이 지루한 20억년이라고 부르기도 한다. 그러나 생명체에게는 대격변의 시대인데 첫 진핵생물, 다세포 생물, 해초류나 동물같은 복잡한 생명체가 이 시기에 등장했기 때문이다.
특히 광합성을 하는 다세포 해초류가 등장하여 지구 대기의 산소 비율이 급증한 것으로 추정된다. 기존의 광합성을 하는 단세포 세균들은 죽으면 바다 표층에서 호기성 세균들에 의해 바로 분해되었고 그 과정에서 산소가 소비되어 지구 대기에 산소가 일정비율 이상 늘지 못했다.[5] 그러나 다세포 생물인 해초류는 죽은 다음 남세균처럼 둥둥 떠다니는게 아니라 다세포 생물의 특성상 부피가 커 바로 분해되지 않고 무거워서 바다 바닥에 가라앉었는데 이 때문에 해초류 시체를 호기성 세균이 아니라 바다 깊은 곳 산소가 적은 곳에 혐기성 세균들이 분해를 해 바다의 산소 소비량이 줄어든 것이다.
이 사태로 지구는 산소가 풍부한 대기를 갖게 되었고, 생물의 진화는 급속도로 촉진되었다. 그런데 산소가 늘어나면서 원생누대 후반엔 2차 눈덩이 지구가 일어난것으로 보인다. 이런 식의 지구 동결은 여러 번 일어난 것으로 보이며, 최종적으로는 사상 최초의 다세포생물인 에디아카라 동물군을 탄생시켰다고 생각된다.
3. 현생누대
5억 4천2백만년 전부터 현재까지 시대다.해당시대부터 거대한 생명체가 많아졌고 화석을 육안으로 보기 쉬워졌다. 사실 에디아카라 동물군부터 다세포 동물이나 작은껍질화석이 발견되긴 했지만 대부분 껍질이 없어 화석으로 남기 힘들고 껍질이 있어도 작아서 확인하기 어렵기 때문이다.
3.1. 고생대
5억 4200만 년 전부터 2억 5000만 년 전까지의 시대이다. 대표적인 생물은 삼엽충, 갑주어, 곤충, 단궁류 등이며, 이 시대에 다세포 생물이 드디어 물 위로 올라갔다.유라메리카(Euramerica) 등의 초대륙이 존재하였으며, 이들은 페름기 무렵에 합체하여 판게아를 만들었다.
3.1.1. 캄브리아기
캄브리아기(5억 1400만 년 전)5억 4200만 년 전부터 4억 8830만 년 전까지의 시대이다.
이 시대가 시작할 무렵 다수의 생물들이 멸종하는 사건이 벌어졌다고 하나 현재로서는 자세한 것은 알 수 없다. 캄브리아기가 끝날 무렵에도 한 번의 대멸종 사건이 더 있었다고 한다.
이 시대에는 다양한 생물들이 폭발적으로 진화했다. 에디아카라 동물군에 이어, 버제스 셰일에서 발견된 아노말로카리스, 오파비니아, 할루키게니아 같은 기괴한 생명체들이 등장했다가 사라진 것도 이 시기이다.
3.1.2. 오르도비스기
오르도비스기(4억 5800만 년 전)4억 8830만 년 전부터 4억 4370만 년 전까지의 시대이다.
이 시대의 주된 생물은 오소콘과 삼엽충, 바다전갈 등이며, 원시적인 어류도 존재하고 있었다. 그러나 이들 모두는 바다에 살고 있었으며, 육지에는 벌레 한 마리도 없었다고 알려져 있지만 다지류의 발자국 화석이 이 시대 후기의 지층에서 발견되었다! 식물이 먼저 올라오고 그 다음 동물이 올라왔다는 학설을 깨는 발견이다.
이 시대가 끝날 무렵 1차 대멸종이 일어났다.
3.1.3. 실루리아기
실루리아기(4억 2500만 년 전)4억 4370만 년 전부터 4억 1600만 년 전까지의 시대이다. 이 시기에 최초로 지상에 생물이 진출한 것으로 여겨진다. 잘 알려진 바로는 식물이 먼저 상륙했고 이어서 절지동물이 상륙했다. 원시 노래기인 프네우모데스무스가 지금까지 알려진 최초의 육상동물이다.
3.1.4. 데본기
데본기(3억 9000만 년 전)4억 1600만 년 전부터 3억 5920만 년 전까지의 시대이다.
이 시대에 처음으로 숲이 생겼으며 육지에 곤충이 최초로 출현했으며, 사지동물의 시조격인 틱타알릭이 육지로 올라왔다. 양서류와 실러캔스가 출현했으며, 상어도 출연하였다. 바다에서는 어류의 다양성이 증가한 시기다. 그 예가 이 시대의 최상위 포식자인 둔클레오스테우스였다.
3억 7000만 년 전부터 데본기가 끝날 무렵까지 2차 대멸종이 일어났다.
3.1.5. 석탄기
석탄기 초기(3억 5600만 년 전)석탄기 후기(3억 600만 년 전)
3억 5920만 년 전부터 2억 9900만 년 전까지의 시대이다.
전 세계가 열대우림이라고 해도 좋을 정도로 엄청나게 식물들이 증가한 시기이다. 대기 중의 산소가 30%에 달했으며, 이 때문에 절지동물의 대형화가 촉진되었다. 메가네우라, 아트로플레우라 등의 거대한 절지동물이 번성한 것이 이때이며, 침엽수와 파충류도 이때 나타났다.
이 시대에 번성한 식물들(주로 양치식물)이 석탄이 되었기에 석탄기라고 불린다.
3.1.6. 페름기
페름기(2억 5500만 년 전)2억 9900만 년 전부터 2억 5000만 년 전까지의 시대이다. 페름기를 마지막으로 고생대는 끝을 맺는다.
단궁류와 고생대형 곤충이 번성했고 현생 포유류의 조상도 나타났다.
판게아가 생성되면서 사막이 늘어났고, 해수의 순환에도 문제가 생겼다. 최후에는 페름기 대멸종으로 해양 생물의 96% 육지 생물의 70%가 멸종했다.
3.2. 중생대
2억 5100만 년 전부터 6600만 년 전까지의 시대이다. 대표적인 생물은 공룡과 그 외 파충류, 암모나이트 등이다. 대륙이 갈라진 시대이다.3.2.1. 트라이아스기
트라이아스기(2억 3700만 년 전)[6]2억 5000만 년 전부터 2억 년 전까지의 시대다.
페름기 대멸종으로 파괴된 지구 생태계가 회복하는 시기이다. 초창기에는 대멸종의 여파로 육지 대부분이 사막이었고 산소농도도 상당히 낮았지만, 후기로 가면서 점차 덥고 습한 기후로 바뀌게 된다.
생물들에게는 최악의 시대이기도 하다. 페름기 대멸종이 시작되는 순간이 트라이아스기의 시작이기 때문이다. 그러니까 트라이아스기 초기는 페름기 대멸종으로 수많은 생물들이 죽어가는 시기라는 뜻이다. 트라이아스기는 전기, 중기, 후기로 나뉘어지는데, 이 중 트라이아스기가 시작한 지 500만 년 후인 올레네크절 막판에 멸종 사건이 한 번 더 터지면서 겨우 살아남았던 생물들 상당수가 멸종하고 만다. 그 후에는 조금씩 평온해지는가 했으나, 트라이아스기의 마지막은 4차 대멸종으로 장식했다.
캄브리아기에 출현하여 오르도비스기에 번성했고, 페름기 대멸종에도 불구하고 살아남았던 오소콘이 트라이아스기 대멸종으로 멸종했다.
트라이아스기 후기에는 위악류 지배파충류들이 지구를 장악했으나 역시 대멸종에 대부분 희생되었다.
이 시대에 공룡, 어룡, 익룡 등이 등장했으며, 이들은 대멸종에서도 살아남아 이후 쥐라기~백악기를 지배하게 된다. 곤충 역시 딱정벌레니 노린재니 벌이니 수두룩하게 등장했다. 거대 육식곤충 티타노프테라는 이때만 등장하고 멸종한다.
3.2.2. 쥐라기
초기 쥐라기(1억 9500만 년 전)후기 쥐라기(1억 5200만 년 전)
2억 년 전부터 1억 4000만 년 전까지의 시대이다. 쥐라기는 초기, 중기, 후기로 다시 세분화되며, 리아스세(Lias), 도거세(Dogger), 말름세(Malm)로도 알려져있다.
이때부터 공룡, 익룡들이 많이 번성했으며 덥고 습한 기후였다. 보통 깃털공룡인 시조새의 등장으로 잘 알려져있다. 주된 식물은 겉씨식물. 고대 풀잠자리 칼리그람마가 꽃가루를 옮겨주었다. 모기는 이때 출현했다.
3.2.3. 백악기
백악기(9400만 년 전)K-Pg(백악기-제3기) 대멸종(6600만 년 전)
1억 4000만 년 전부터 6600만 년 전까지의 시대이다.
속씨식물이 출현했다. 즉 이 시대가 되어서야 풀이 생겼다는 뜻이다. 때문에 곤충과 식물 모두 폭발적으로 늘어났는데, 꽃가루를 먹고 화분매개를 시켜주었기 때문이다. 벌이나 개미, 나방, 딱정벌레가 번성했다. 공룡들 역시 번영하였으며, 포유류는 아직 숨어서 사는 신세였다. 그 유명한 티라노사우루스나 트리케라톱스, 벨로키랍토르가 살던 시대이기도 하다.
백악기가 끝날 무렵, K-Pg 멸종으로 수각류중 일부를 제외한 대부분의 공룡이 사라져 버렸다.
3.3. 신생대
6600만 년 전부터 현재까지의 시대이다. 인간이 본격적으로 지배하게 된 시대. 대표적인 화석으로는 화폐석, 매머드, 검치호와 그 외 포유류 등이 있다.3.3.1. 고진기(팔레오기)
신생대 팔레오기 에오세(5020만 년 전)팔레오세, 에오세, 올리고세로 나뉜다. 속씨식물이 지구 전역으로 퍼졌고 포유류의 분화와 대형화가 빠르게 시작되었는데 쥐나 토끼 같은 소형 포유류뿐만 아니라 식육목이나 발굽동물들도 나타났다. 현재는 멸종된 많은 분류군들 역시 이때 등장했었다. 하늘에서는 박쥐가 나타나고 우제류 중 일부는 고래로 진화해 바다로 진출하였다.
새들도 분화를 시작하여 오늘날 알고 있는 종들을 비롯하여 가스토르니스등 날지 못하는 거대한 새도 등장하게 된다. 양서 파충류의 경우 공룡이나 해양 파충류가 쇠퇴 이후 오늘날 알고 있는 종들이 주류를 이룬다. 곤충의 경우 백악기 이후 분화한 벌, 나비, 딱정벌레, 메뚜기등이 주류를 이루는데 풀과 꽃등 속씨식물의 등장으로 인해 생긴 종들이다.
바다에서는 암모나이트가 멸종되고 나서 경골어류가 어류가 번성하게 되었는데 상어가 바다의 패자가 되었지만 고래가 바다에 진출하면서 해양 포유류 역시 상위포식자 자리를 공유하게 되었다. 바실로사우루스나 도루돈등의 고래가 주류를 이룬다.
3.3.2. 신진기(네오기)
신생대 네오기 마이오세(1400만 년 전)마이오세, 플리오세로 나뉘어진다.
이전까지는 고진기와 신진기를 제3기(Tertiary)라는 단일 기로 보았지만 현 학계에서는 제3기를 학술적 용어로 더 이상 사용하지 않는다. 생물상은 지구 대부분의 육지가 초원지대로 변하고 숲의 면적이 크게 줄어들면서 동물들의 크기도 크게 변한다. 지금의 아프리카사바나나 북미 프레리, 남미 팜파스에 살던 동물들과 비슷하거나 더 커진 형태들이 나타나기 시작하였다.
초원에는 낙타나 말의 크기가 더 커져서 지금과 비슷한 크기가 되었다. 또한 메뚜기나 나비, 들쥐처럼 풀을 먹는 소형 동물들이 우점을 차지하게 된다. 이로 인해 숲에 살던 유인원들 중 일부가 두발로 걷는 경우도 생기는데 오스트랄로피테쿠스가 대표적인 사례이다.
바다의 경우 해류의 변화로 지금과 비슷한 생물상이 등장했으며 이로 인해 어패류의 개체수가 크게 늘면서 거대 포식자인 레비이탄과 메갈로돈이 바다를 지배하였으며 다양한 해양포유류들이 나타났는데 케토테리움이나 데스모스틸루스등도 나타나게 된다.
3.3.3. 제4기
신생대 제4기 플라이스토세 최후의 빙하기 당시 최대 범위(1만 8000년 전)지금 현재(홀로세,인류세)
플라이스토세와 홀로세로 나뉘어지며, 현재는 홀로세이다. 이 때 인류가 단시간에 지구에서 이룬 일들은 세계사 관련 문서들을 참조.
3.3.3.1. 대륙 및 대양
대륙은 다음과 같이 최소 4개, 최대 7개가 있다. 보통 육대주(the Six Continents)는 남극을 제외한 여섯 대륙을 말하며, 가끔 유라시아 대륙으로 하나를 줄이고 남극을 추가하는 경우도 있다. 그린란드부터 섬이다.- 아프로-유라시아 대륙: 아프리카와 유라시아를 하나로 보는 안.
- 아메리카 대륙: 파나마 지협을 남북의 기준으로 삼음
- 오스트레일리아 대륙
- 남극 대륙[7]
대양(the ocean), 흔히 오대양이라고 부르는 바다는 다음 다섯 개를 말한다. 지중해는 대양 축에도 못낀다.
- 3대양
- 태평양: 지구표면의 1/3을 차지하는 엄청난 면적을 자랑한다. 오세아니아 동편, 아메리카 서편에 있다. 적도를 기준으로 북태평양과 남태평양으로 분류.
- 대서양: 북극해 남극해와 이어지는 바다. 유럽의 기후에 막강한 영향을 미친다. 유독 중앙해협을 기점으로 점점 넓어지고 있다!
- 인도양: 대서양과는 아굴라스 곶을, 태평양과는 오세아니아를 기점으로 경계지어진다. 북극과 접하지 않는다.
- 극지방해
그 외의 자연지리는 자연지리 관련 정보를 참조.
4. 미래
지구의 미래(모습)에 대한 가설들. 인류에게 올 근미래에 일어날 일들을 예상한 것에 대해서는 기술적 특이점 문서 참고.
대륙의 이동속도와 이동방향에 따라, 아래에 예상된 것과는 다른 미래가 나타날 수도 있다. 아래의 지도가 고려하지 않은 요소들도 있는데, 동아프리카 지구대는 현재 아프리카 대륙을 좌우로 찢어놓고 있지만 아래의 지도에는 그 결과물이 반영되지 않았다.
4.1. 5000만 년 후
일본 열도는 나날이 융기하고 있으며, 일본침몰은 일어나지 않고 동해와 함께 융기하여 대륙에 붙게 된다.
남극은 북쪽으로 이동하면서 녹지가 생기며, 이 과정에서 얼음 속에 갇혀있던 미지의 세균과 바이러스가 풀려나게 된다. 이때까지 인류가 남아있다면 새로운 전염병에 대처해야 하는 과제를 안게 될 것이다.
베링 해협이 좁아지거나 소멸하면서 북극항로가 막힌다. 유라시아와 아프리카가 충돌하면서 지중해가 사라진다. 수에즈 운하도 이 과정에서 사라질 것이며, 지중해의 소멸로 인한 대폭적인 기후변화가 예상된다.
4.2. 1억 년 후
미래 동물 대탐험에서는 자연스러운 지구 온난화로 대륙의 절반이 물에 잠기고, 남극은 열대밀림이 되며, 오스트레일리아 대륙은 유라시아와 북아메리카 대륙과 충돌, 거대한 산맥을 형성하는 것으로 예상했다. 인도 아대륙은 동아프리카 지구대의 활동으로 아프리카에서 떨어져 나간 동아프리카 판과 충돌할 것으로 보인다.위와 아래의 그림에 그려진 예상도와는 다소 다른 결과물인데, 아래에 언급했듯이 미래의 초대륙이 어떤 것이 될지 학자들도 의견의 일치를 보지 못했기 때문이다.
4.3. 1억 5000만 년 후
4.4. 2억 5000만 년 후
판게아 울티마 대륙. 마지막 판게아라는 의미이다.
대서양의 확장이 멈추고, 아메리카 대륙과 아프로-유라시아 대륙이 충돌할 경우 생성되는 대륙이다. 인도양은 거대한 내륙해가 되었고, 남극과 오스트레일리아가 합체한 채 북쪽으로 이동하고 있다. 이대로 모든 대륙이 충돌해서 하나가 되면 과거의 판게아를 재현하게 되며, 태평양은 과거의 초대양 판탈라사로 돌아가게 된다.
과거엔 아메리카 대륙이 반대방향으로 이동하여 신 판게아의 중심이 된다는 설이 지배적이기도 했으나, 기존 모델을 분역한 결과에 따르면 초대륙은 예전의 위치로 돌아와서 판게아 울티마 대륙을 형성되거나 반대편으로 몰려서 형성된다는 정반대의 예측이 가능해진다.
예일대의 새로운 연구에 따르면, 유라시아와 아메리카가 합쳐져 지금의 북극에 위치하게 될 것으로 예측하기도 했다.( 링크) 이것이 바로 아마시아(대륙)으로, 북극해가 사라지고 그 자리에 거대한 산맥과 빙하지대가 형성될 것으로 보인다.
판게아와 같은 초대륙이 형성될 경우 아래에 서술되듯이 지구 환경은 상당히 가혹해진다. 해안선이 감소하면서 해양생물이 서식할 장소가 줄어들 것이고, 초대륙의 절반 이상은 사막화될 것이다. 아마시아 대륙이 형성될 경우에는 문제가 더 큰데, 북극에 거대한 산맥과 빙하지대가 생성되는 데다가 대서양과 태평양 사이를 초대륙이 가로막으면서 바닷물의 순환에 장애물로 작용한다. 아무튼 판게아 울티마 대륙과 아마시아 중 어느 쪽이 생성되더라도 지구의 생명은 상당수가 멸종을 피할 수 없을 것이다. 일부 학자들은 페름기 대멸종의 재림이 일어날 수 있다고 예측하기도 한다.
최신[9] 연구에 의하면 이 즈음 포유류가 멸종한다. 태양은 1억년마다 1%씩 밝아 지고 더 많은 에너지를 배출하기 때문에, 이 때는 여름에는 극지를 제외한 대부분 지역의 평균기온이 40~70℃까지 올라가, 지구 표면의 8% (주로 극지와 해변)[10]에서만 포유동물이 살기에 적합할 것이라고 한다. # 저런 고온에다 습도까지 높기 때문에, 지나친 고온 고습의 환경에서 별 다른 방법을 찾지 못하게 되면 인간은 땀을 배출하지 못해 사망에 이른다.[11] 이것은 기존에 예상했던 인류의 지구 거주 불가 시점 (5억~10억년 후)보다 더 일찍이다. # 인류는 이 시점이 오기 전에 우주로 탈출하거나 해결 방안을 마련해야 한다.
4.5. 이후
이후 지구는 빠르면 약 5억, 길면 10억 년 안에 생명체가 살 수 없는 환경이 된다. 그 이유는 태양이 계속해서 뜨거워지기 때문. 그 후에는 지구에 온실 기체가 늘어나고 온도도 계속 올라가면서 지구는 금성과 같은 지옥에 가까운 공간이 될 것이다. 그때까지 인류는 지구를 탈출해서 새로운 행성에 자리잡거나 다른 방법을 찾아야 한다.지구의 판 운동이 언제 멈출지도 변수가 된다. 일단 판 운동이 멈추고 나면 지구 자기장도 사라질 것이며, 그 뒤는 태양풍이 지구의 대기를 날려버리므로 지구는 대기조차 없는 황폐한 별이 될 것이다.
4.6. NGC Naked Science '지구의 멸망' 다큐멘터리
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약 3만년 후: 밀란코비치 주기에 따른 지구 자전축의 기울기 변화로 빙하기가 찾아옴. 약 3km의 대륙 빙하가 육지를 덮고 해수면이 약 122m 낮아짐. 약 수만년 동안 빙하기가 지속됨. 적도 근처에는 녹지대가 남기 때문에 인류의 수는 수십억이 감소하지만 살아남을 수 있음. 이러한 빙하기는 주기적으로 반복됨. 약 2억 5천만년 후: 판구조론에 따른 대륙의 이동으로 새로운 하나의 초대륙이 형성됨. 육지: 바다에서 수천km 떨어진 땅은 비가 내리지 않아 사막화가 진행되어 결과적으로 육지의 절반 이상이 사막으로 덮임. 또한 초대륙에서의 활발한 화산 및 지진 활동으로 현재 존재하는 육지에 존재하는 생물종의 약 80%가 멸종. 바다: 해양생물의 약 80%가 해안선에 살고 있으나 초대륙의 형성으로 해안선이 현재보다 약 70% 감소함. 그리고 육지의 화산 활동 결과 생성된 대량의 이산화탄소가 물에 녹아 탄산이 되어 바닷물을 산성화시킴으로써 바닷속에 존재하는 생물종의 약 96%가 멸종하고, 특히 산성의 물에 탄산칼슘 껍질이 용해되는 완족류(조개류) 중 99%가 멸종. 먹이사슬에 치명적인 붕괴 발생. 뱀과 거미류, 풀과 선인장류는 살아남을 수 있음 [12][13] 약 10억년 후: 죽어가는 태양의 팽창으로 지구의 평균 온도가 약 86℃로 상승[14]. 육지: 이 온도에서는 혈액이 걸쭉해지며 뇌졸중, 장기 부전이 발생하여 인류가 살아남을 수 없음. 온도의 상승으로 이산화탄소의 용해도가 증가하여 대기 중 이산화탄소의 농도가 급격히 감소함. 지구상 식물의 95%가 질식하여 멸종.[15] 육지는 거대한 사막으로 변함. 이후 먹이사슬의 전면적인 붕괴로 점차적으로 육지에 사는 모든 생물종이 멸종. 바다: 바닷물이 증발하기 시작하여 해수면이 점점 낮아지고 염도는 높아짐. 높은 염도를 견딜 수 있는 물가파리와 지렁이, 호염균이라는 미생물 몇 종류만이 살아남고, 현존하는 거의 모든 바다 생물들이 멸종.[16][17] 약 12억년 후: 팽창하는 태양에 의해 지구의 평균 온도가 약 100℃로 상승. 바닷물의 증발이 빨라지며 대기가 수증기로 가득참. 수증기가 태양을 가리기 시작함. 태양의 자외선이 물을 수소와 산소로 분리하고, 분리된 수소는 우주로 방출되며, 대기중 산소의 농도는 증가함. 습도가 100%에 달하며 우주 공간에서 지표면을 볼 수 없음. 97km 상공까지 열기와 수분에 의한 폭풍이 발생하며 점차 금성과 유사한 환경이 됨. 이후에도 온실효과에 의해 지구 평균 온도의 상승이 가속화됨. 약 14억년 후: 모든 바닷물이 증발함. 물 없이 기본적인 신진대사 활동만을 하는 '극한 미생물' 몇 종이 소금 속에서 살 수 있으며, 이를 제외한 모든 생명체는 멸종함. 약 16억년 후: 지구의 평균 온도가 224℃ 이상에 도달하여 모든 생명이 전멸함.[18] 이후 약 60억년 동안 생명이 없는 지구가 태양 주위를 공전함. 약 50억 년 후에는 태양이 100배 이상 팽창하면서 지구 궤도까지 팽창하게 된다. 다만 지구가 태양에 삼켜질지는 불확실하다. 태양이 현재의 지구 궤도까지 팽창하지만, 지구도 태양이 질량을 유지하면서 부피가 커지기 때문에 중력이 작아져서 지구 궤도 자체가 뒤로 움직이기 때문이다. 그러나 이후 동일한 과학자가 태양과 지구 사이에 존재하는 조류 효과를 고려한 새 논문을 발표하였으며, 지구와 태양 사이의 중력이 태양을 지구쪽으로 좀 더 부풀게 하고, 이것이 지구를 다시 태양쪽으로 끌어당겨 지구가 태양에 흡수될 것이라는 논문을 발표하여 기존 자신의 주장을 뒤집었다. [출처] 약 75억년 후: 태양은 지금보다 약 1000배 더 밝고 200배 이상 더 커짐. 하늘의 절반 정도가 태양으로 채워짐. 지구의 평균 온도는 2500℃ 정도이며, 모든 지형이 녹아 합쳐져 하나의 구 형태가 됨. 표면에는 액체 상태의 금속이 존재함. 마지막으로 지구가 태양에 미치는 조류 효과에 의해 지구가 점차 태양쪽으로 끌려가 지구는 태양에 녹아 사라짐. |
5. 관련 문서
[1]
"지구가 생성된 시기부터 인류의 역사가 시작되기 전까지의 기간을 말하며, 약 45억년 전부터 1만년 전까지를 가리킵니다." 한국광해광업공단 '지질시대' 해설 참조
#.
[2]
지구 질량상 버틸 수 있는 한계에 아슬아슬하게 모자라는 충격이었다고 한다.
[3]
정면 충돌이 아닌 초고속 빗맞기였을 것이란 가설도 있다. 그래야만 충돌 후 띠를 형성한 파편들이 혼합하여 달을 형성할 만큼의 열 에너지가 생성되었을 것이라는 일종의 보충이론인 것.
[4]
또는 이 충격으로 원시 지구가 완전히 파괴되어 나온 파편이 각각 달과 지구를 만들었다는 이론도 있다. 더 자세한 다른 이론들은 달 문서 참조
[5]
쉽게 말해 원생누대 시절 바다는 수억년간
부영양화 상태였다.
[6]
삼첩기라고도 한다.
[7]
남극 자체와 구분해야 한다.
[8]
남극은 엄청나게 빠른
해류와 극풍으로 현대까지 접근이 사실상 불가능했다.
[9]
2023년
[10]
산업화 이전에는 66%
[11]
포유류는 추위에 맞춰 진화할 수 있지만 더위에 맞춘 진화는 잘 이뤄 지지 않는다고 한다.
[12]
이런 비슷한 대멸종은 지구 역사에서 이미 있었다.
페름기 대멸종과 유사한데 페름기 대멸종의 여러 학설들을 한데 끌어모으면 화산 폭발, 판게아 형성으로 인한 사막 형성&해안선 감소가 이것과 유사하다. 차이점은 페름기 대멸종에서는 산소가 감소했다는 것 때문에 2억 5천만년 후 초대륙 형성으로 인해 대멸종이 발생해도 페름기 대멸종 사건과 유사하게 지나간다면 수천만~수억년 쯤 뒤에는 회복될 것이다.
[13]
그리고 페름기 대멸종은 20만년 동안, 심지어 대멸종 당시 멸종한 생물군의 대부분이 멸종한 기간도 2만년이다. 따라서 만약 인류가 이때까지 문명 발전을 지체했다 쳐도 멸종은 어찌저찌 피해갈 수 있을 것이다.
[14]
사우나의 온도가 이정도의 온도이다.
[15]
인류를 포함한 육상동물들은 식물의 전멸으로 인한 산소 농도 감소로 호흡이 제대로 이루어지지 않아 질식사한다.
[16]
강이나 호수는 특별히 서술하진 않았지만 넓은 바다가 증발하는 와중에 강이나 호수가 증발하지 않고 버틸 리 없으니 육상동물과 비슷한 상황에 놓일 것이다.
[17]
다만 기술의 발전 속도를 놓고 볼 때 이 시기 까지 인류 또는 인류를 대체할 지성체가 존재할 경우 이미 지구를 떠나 타 행성 또는
외계 행성으로 이주했을 가능성이 매우 높다. 아니 이 시기에 놓이기 훨씬 전 부터 이미 여러 행성을 개척할 가능성이 크다. 현재의 기술 발전 상태에서
카르다쇼프 척도 3유형까지 이를 것이라고 추정되는 시간은 오스트랄로피테쿠스가 출현하고 나서 2023년 현재까지의 시간보다 훨씬 짧기 때문이다. 물론 지구를 떠날 지성체는 식량이나 자원 또는 생물종 보전 등을 이유로 다른 생물들도 당연히 같이 데리고 갈 것이다. 따라서 이 시기의 지성체는 더 이상 생명체가 살 수 없게 된 지구를 특수 탐사선을 타고 폐허가 된 고대 유적을 관광 하듯 방문하는 경우를 제외하고는 지구를 찾지 않을 가능성이 높다.
[18]
현존하는 미생물 중에서는 100도 이상의 고온에서도 사는 미생물도 존재하지만 위에 있는 부분을 다시 보자. 고온 외의 최소조건은 호염성이 있어야 한다. 즉, 호열성(고온을 버틸 수 있는 능력)과 호염성(고농도의 염분을 버틸 수 있는 능력)을 동시에 가져야 한다. 산소로 가득 찬다면 혐기성 미생물은 살아남을 수 없다. 이 극한의 조건을 뚫고 살아남을 수 있는 미생물은 얼마나 될까? 더욱이 물까지 사라진 상황이니 조건이 훨씬 더 열악하다.
[출처]
Schröder, K. P., & Connon Smith, R. (2008). Distant future of the Sun and Earth revisited. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 386(1), 155-163.