지구상의 생물다양성(biodiversity)이 광범위하고도 급속히 감소한 사건을 대멸종, 대량멸종(Mass extinction)이라 한다. 다시 말하면 대멸종은 현저히 많은 분류군의 생물이 지질학적으로 거의 동시에 절멸한 현상이다.
대멸종은 고생물학이 시작된 이래 계속 기록되어 왔다. 이러한 멸종 사건들이 지질학적 시간 척도의 중요한 경계를 확정하고 있는데, 우리가 아는 지질시대(Geologic time scale)는 멸종의 역사이기도 하다(또한 진화의 역사이기도 하다). 예를 들면 육지의 지배적인 척추동물이었던 공룡이 멸종하면서 중생대가 끝나고 포유류가 지배하는 신생대가 시작된다.
불과 얼마전까지만 해도 격변과 갑작스런 대멸종을 옹호하는 자들은 어김없이 미치광이 취급을 받았다. 우주선宇宙線이나 태양흑점, 화산 또는 운석충돌 따위와 대멸종을 결부시킨다는 것은 스스로를 사이비과학자나 점성술가로 내모는 짓이었다. 반면 멸종 반대론자들은 분별 있고 사려 깊은 과학자로 대우받았다. 점쟁이나 종말론자, 광적인 묵시론자들의 품속으로 조잡하게 뛰어들기 보다는, 더 많은 증거를 요구하고, 멸종이 점진적으로 일어났다고 논하고, 해수면의 변화나 기후변동처럼 지구를 기반으로 서서히 작용하는 과정들에서 설명의 실마리를 찾는 것이 훨씬 훌륭한 일이었던 것이다. 그러나 1986년에 들어 상황이 바뀌기 시작했다. 소행성 충돌이 공룡을 멸종시켰다는 것을 받아들이기 시작한 것이다. 그것은 본격적인 대멸종연구의 시대가 새롭게 열렸음을 알리는 신호탄이었다. 격변론을 주장한 퀴비에(Cuvier)에서 시작되는 이 논쟁의 역사는 그 자체로 입체적인 드라마이다.
대량멸종은 오랫동안 여러 가지 측면에서 불가사의하게 여겨졌다. 그리고 대부분 생물 흐름의 단순한 중단이라고 생각했기 때문에 쉽게 간과되어 왔다. 그러나 이제 대량멸종은 생물 흐름을 구체화하는 주요한 창조력으로 새롭게 인식되고 있다. 이러한 작용은 앞으로 수십억 년이 넘는 기간 동안 호모 사피엔스와 그 후손들이 더 이상 존재하지 않는 까마득한 미래까지도 틀림없이 지금처럼 계속될 것이다. 그러나 대량멸종의 수수께끼는 상당 부분 그대로 남아 있다. 특히 그것을 이끄는 정확한 원인이 무엇인가 라는 문제는 지금으로서는 풀 길이 없다.
얼마나 규모가 크고 얼마나 빠른 속도로 일어나야 대멸종이라 할 수 있을까? 대멸종의 정의가 불분명하기 때문에 어느 정도 규모의 멸종이 대멸종인지 판단하기 어렵지만, 지난 5억 년 동안 일어났던 멸종들 가운데 크게 두드러진 멸종사건이 다섯 번 있었다. 규모가 대단히 컸기 때문에 흔히 5대 멸종이라고 부른다. 하지만 5대 멸종은 수없이 일어난 대량멸종들 중에서 가장 두드러진 사건일 뿐이다. 기록에 따르면 그 사이사이에 많은 대량멸종(규모는 5대 멸종보다 작지만)이 있었다.
아래 그림은 다양한 규모의 멸종이 일어난 시기를 보여준다. 큰 글자들이 5대 멸종에 해당하는데, 페름기 말(2억4천5백만 년 전)의 대멸종이 가장 큰 것이었다. 작은 글자들은 상대적으로 작은 사건들에 해당하며 멸종 강도에 따라 많은 사건들이 있었음을 알 수 있다.
-시간대별 해양생물의 멸종 강도를 나타내었다. 푸른색의 그래프는 주어진 기간 중에 멸종한 해양동물 속(屬)의 비율을 나타낸 것이고 모든 해양동물 종들을 나타낸 것이 아니고 화석화된 해양동물 종들을 나타낸 것이다. 굵게 쓰여진 라벨이 5대 멸종을 나타낸다.
멸종에 대한 과학적 논의는 결코 과학의 영역 내에서만 맴돌지 않는다. 넓게는 생명의 진화와 운명에 관한 이야기이며 좁게는 인간종의 생존과 멸절에 관한 분석이기 때문에 인문 · 사회적 함의를 지니는 것은 너무도 당연하다.
◎ 대량멸종의 원인
고생물학자 데이비드 라우프(David Raup)는 책 『멸종, 나쁜 유전자 때문인가 나쁜 운 때문인가』에서 이렇게 썼다. “곤혹스러운 사실은 과거 지질역사에서 뚜렷이 기록된 수천 가지의 멸종 가운데 어느 것 하나도 그 멸종이 왜 일어났는지 확실히 설명할 수 없다는 점이다.” 5 대 멸종 각각에 대해 무엇이 그들을 이끌었는지에 관한 몇 가지 이론들이 있다. 또한 그들 중 일부는 주목을 끌 만하다. 하지만 사실상 모두 이론일 뿐, 그 어느 것도 증명되지는 못했다.
매클라우드(Macleod, 2001)는 커티어(Courtillot et al., 1996), 할람(Hallam, 1992) 및 그리브(Grieve et al., 1996)의 데이터를 이용하여 대량 멸종의 원인으로 가장 많이 인용되는 사건을 정리했다.
– 홍수 현무암(Flood basalt, 범람 현무암) 사건 : 거대한 화산 활동인 홍수 현무암 사건 11건이 모두 중요한 멸종과 관련되어 있다. 그러나 Wignall (2001)은 주요 멸종 중 5건만이 홍수 현무암 사건과 일치하며 분출 이전에 멸종의 주요 단계가 시작되었다고 결론 지었다.
– 해수면 하락 : 12개 중 7개의 멸종과 상당히 관련이 있다.
– 소행성 충돌 : 하나의 큰 충격이 대량 멸종, 즉 백악기-제3기 멸종 사건(K-T 경계 멸종)과 관련된다. 더 작은 충격이 많이 있었지만 중요한 멸종과는 관련이 없다.
대량 멸종의 가장 일반적인 원인은 다음과 같다.
– 홍수 현무암(Flood basalt) 사건 : 거대하고 강도 높은 화산 활동
– 해수면의 하락
– 지구자기장 역전과 같은 지자기 변동
– 빙하기
– 지구 온난화
– 혜성, 소행성과 지구의 충돌
– 클라스레이트 총 가설(Clathrate gun hypothesis)
– 산소 결핍 사건
– 지각 변동
– 기타 (바다에서의 황화수소 분출, 초신성 폭발, 태양 복사 변화 등)
위의 가설들은 대량 멸종을 불러일으킨 가장 중요한 원인들로 여겨지고 있다. 그러나 이것도 맨틀이나 지각판 배치와 변동, 지구 궤도의 변화 등과 같은 궁극적인 원인의 결과일 수도 있다. 이는 어떤 사람의 최종 사망원인이 폐렴이지만 1차 원인이 교통사고, 암 등 다양할 수 있다는 것이다.
위의 요인들이 지구 생태계에 주는 충격이 어떨지는 거의 추측의 문제다. 그러므로 이렇게 많은 잠재적 원인이 검토되는 것도 무리가 아니다. 라우프는 이렇게 의심했다. “지금 우리를 위협하는 요인들이 모두 잠재적으로 대량멸종의 원인이 될 수 있지 않을까?”
어쨌든, 이러한 충격이 몇 가지 합쳐져서 대량멸종이 일어난다는데는 거의 모든 과학자들이 동의한다.
대부분의 멸종 사건은 원인이 다 다를 수 있을까? 만일 모든 멸종 사건이 다르다면, 그것 중 어느 하나를 해독해내는 것은 불가능에 가까울 것이다.
......
