팔레오세-에오세 최고온기 (Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM))
쉽게 풀면
약 5,600만 년 전, 지구는 이미 지금보다 따뜻했는데 여기에 갑자기 막대한 양의 탄소가 대기로 쏟아져 들어와 기온이 5도 이상 더 올랐습니다. 탄소가 어디서 왔는지는 해저 메탄하이드레이트, 화산활동, 이탄 연소 등 여러 후보가 있습니다. 바다는 산성화되어 심해 바닥의 탄산염이 녹았고, 심해 생물이 대거 멸종했으며, 포유류가 북반구 대륙 사이를 이동했습니다. 회복에는 10만 년 이상이 걸렸습니다. 인간이 일으키는 현재의 탄소 배출과 비교되는 가장 유명한 과거 사례입니다.
왜 중요한가
PETM은 대규모 탄소 주입에 대한 지구시스템의 반응(온난화 폭, 해양 산성화, 수문순환 변화, 생물권 반응, 회복 시간)을 실제 사례로 보여 주므로 현대 기후변화의 '자연 실험'으로 가장 많이 인용된다. 탄소 방출 속도와 양을 추정하는 동위원소 질량수지 계산, 규산염 풍화에 의한 장기 회복 과정 연구, 지구시스템 민감도 추정 등 교차 분야 연구의 표준 시험 사례이다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
가벼운 탄소가 많이 들어왔음을 동위원소 값의 급락으로 보인 문장이다.
바다가 산성화되어 탄산염이 녹는 깊이가 얕아졌음을 심해 코어에서 확인했다는 뜻이다.
과거 사례로 기후민감도를 역산하는 고기후 연구의 전형적 논의이다.
조금 더 깊게 보면
PETM의 핵심 증거는 전 세계 해양·육상 퇴적물에서 동시에 나타나는 음의 탄소 동위원소 변위(CIE)와 탄산염 용해층이다. 방출 탄소량은 3,000~10,000 GtC 이상으로 추정되고, 방출 기간은 수천~2만 년, 연간 방출률은 현대(약 10 GtC/yr)보다 한 자릿수 이상 낮았던 것으로 본다. 탄소원으로는 메탄하이드레이트 해리(매우 가벼운 δ¹³C), 북대서양 화성암 지대(NAIP)의 유기물 풍부 퇴적층 관입에 의한 열분해 메탄, 영구동토·이탄 연소 등이 제안된다. 온난화는 적도에서 극까지 나타났고 고위도가 더 컸으며, 강수 극한화·대륙 침식 증가·플랑크톤 군집 교체가 동반되었다. 회복은 규산염 풍화 강화와 유기탄소 매몰을 통해 약 15~20만 년에 걸쳐 진행되었다. PETM 이후에도 ETM2 등 더 작은 '고열 사건(hyperthermals)'이 궤도 주기에 맞춰 반복되었다.
주의할 점
PETM은 현대 온난화의 완벽한 유사체가 아니다. 시작 시점의 배경 기후가 이미 온난·무빙하 상태였고, 탄소 방출 속도는 현대보다 훨씬 느렸다. 탄소량 추정치도 사용하는 탄소원의 δ¹³C 가정에 따라 두 배 이상 달라진다.