미국 뉴욕의 한 산에서 세계에서 가장 오래된 것으로 추정되는 숲의 잔해가 발견됐다.
고고학자들이 화석 토양을 조사한 자료에 따르면, 숲으로의 전환이 이전에 알려졌던 것보다 더 이전인 데본기 때부터 시작됐다는 증거가 나왔다. 연구팀은 잔해를 조사하는 방법은 시간이 흐르면서 지구의 기후가 어떻게 변했는지 이해하는 데 도움이 될 수 있다고 말했다.
고대 뿌리 체계는 세계에서 가장 오래된 숲을 보유한 것으로 여겨진 곳에서 25마일 떨어진 장소에서 발견됐다. 카이로 근처의 캣츠킬 지역에 있는 3억 8,600만 년 된 원시 나무들로 이루어져 있다.
화석화된 뿌리 일부는 직경이 15cm에 달하며, 수직으로 된 나무줄기가 서 있던 곳에서 퍼져나온 152cm 폭의 수평 방사상 패턴을 형성한다. 영국 일간 데일리메일에 따르면, 고대 나무 네트워크는 펜실베니아와 그 너머의 주까지 확장되었을 것으로 추정된다.
연구를 진행한 빙햄튼뉴욕주립대학 과학자들은 "이번 발견은 지구가 숲으로 덮인 행성으로 전환된 역사에 대해 더 깊은 통찰력을 제공한다"고 평가했다. 연구팀은 뉴욕주립박물관과 카디프대학 연구팀과 함께 2,972㎡가 넘는 숲의 지도를 그리는 데 성공했다. 과학자들은 한때 이 광활했던 숲에 서 있던 나무들은 19.8m 높이까지 자랐으며, 몸통도 지름이 152cm까지 달했을 것으로 추정했다. 또한 표면에서 발견된 어류 화석의 가시성에도 주목했는데, 홍수가 이 지역의 무성한 식물을 없앴을 수 있다는 사실을 암시한다.
카디프대학 크리스 베리 연구원은 "원래 같은 지역에서 상호배타적인 서식지가 번성하고 있었을 것으로 여겨지는 식물을 발견한 것에 매우 놀랐다. 이 숲은 작은 크기부터 중간 크기의 침엽수 나무들이 자라는 개방된 숲처럼 보였다"고 덧붙였다.
데일리메일은 이 숲이 공룡 시대 훨씬 이전, 즉 데본기 시기인 약 4억 1,900만~3억 5,900만 년 전부터 번성했을 것이라고 설명했다.
화석화된 숲 조사, 고대 기후 이해 돕는다
뉴욕은 고대 산맥이 자리하고 있어 오래된 나무 화석이 풍부한 지역이다. 이 산맥은 강우량과 빙하로부터 온 자연 침식을 통해 퇴적물을 흘려 고대 나무들을 묻었다. 이 광범위한 산림 네트워크 이전에는 길보아 화석을 통해 약 3억 8,500만 년 전의 화석 기록에서 가장 오래된 나무가 발견된 바 있었다. 이와 관련 뉴사이언티스트는 캣츠킬에 있는 고대 숲이 이 기록을 최소 200만 년 이상 앞섰다고 보도했다.
특히 최근에 발견된 숲 화석에서는 크게 3가지 유형의 산림 화석이 발견됐다. 먼저 하나는 클라도그쉴로프시드스(cladoxylopsids)로 알려진 원시 양치식물이며 다른 하나는 아르케오프테리스과(Archaeopteris)에 속하는 알려지지 않은 유형이다. 클라도그쉴로프시드스는 현대 사촌격으로 여겨지는 나무들이 가진 평평한 녹색 잎이 부족했던 것으로 추정되며, 아르케오프테리스과 식물은 11m까지 뻗은 긴 뿌리가 특징으로 여겨진다.
마지막 유형은 알려지지 않았지만, 연구팀은 석송류(lycopods)일 것으로 추정한다. 석송류는 현존하는 가장 오래된 관다발식물로, 초기 화석은 428년에서 4억 1,000만 년 전까지로 거슬러 올라간다.
뉴사이언티스트는 모든 고대 나무가 지구상 생명체 발달에 중요한 역할을 했으며, 초기 시대 지구의 온도를 식히는 데 크게 기여했다고 설명했다.
연구를 진행한 크리스 베리는 "나무는 모두 대기 중의 이산화탄소를 제거하는 효과가 있다. 데본기가 끝날 무렵, 이산화탄소의 양은 오늘날 우리가 알고 있는 수준으로 떨어지고 있었다"고 말했다.
화석화된 숲을 조사하는 것은 과학자들이 수백만 년 전 기후를 이해하는 데도 도움이 된다. 스탠포드대학의 지질학자 케빈 보이스는 캣츠킬과 비슷한 나무들이 고대 기후에 큰 영향을 미쳤다고 설명했다.
가령 나무의 깊은 뿌리가 토양으로 스며들어 흙 내부와 아래에 있던 바위들을 관통해 무너뜨린 것이다. 이 과정은 대기 중 이산화탄소를 끌어당겨 지하수에 있는 탄산 이온으로 바꾸는 화학 반응을 자극한다. 즉 흔히 말하는 '풍화작용'이다. 바다로 흘러 들어간 탄산 이온은 석회암으로 축적됐다.
풍화작용과 이후의 도미노 효과는 숲이 출현한 이래로 이산화탄소 수치를 현대적인 수준으로 떨어뜨린 요인이 됐다. 일부 연구에서는 이산화탄소 감소가 3억 년 전 당시에는 대기에 약 35%의 산소가 포함되어 있었다는 점에서, 산소 수준이 지속해서 상승한 직접적인 원인이었을 것으로 추정하기도 한다. 고대 캣츠킬 나무는 또한 현대 기후에도 간접적인 영향을 끼쳤다. 숲의 화석화된 잔해가 이후 산업혁명을 부추긴 석탄을 형성하는 데 크게 기여했을 수 있다는 견해다.