네안데르탈인 멸종과 지구 자기장, 호모 사피엔스가 살아남은 비결

4만1천년 전 자외선 차단 기술 없어 네안데르탈인 멸종?

송고 2025년 08월07일 11시24분
지구 자기장 교란·약화 '라샹 사건'으로 기후변화·자외선 폭증
현생인류는 황토 선스크린·맞춤 옷·동굴 생활로 대처
 
과학도 출신 연합뉴스 임화섭 기자가 전한 이 소식은 실은 과학계에서는 최근 들어 부쩍부쩍 화두가 되는 건이었으니,

예컨대 미국 미시간대학교 연구팀은 지난 4월에 현생 인류 직접 조상인 호모 사피엔스가 살아남은 비결 중 하나로 바로 저 문제를 거론하기도 했다. 

이는 네안데르탈인이 멸종한 이유이기도 했다고 본다. 
 

미시간 대학교 연구원 아그닛 무코파디아이가 42,200년에서 41,500년 전 북극과 남극이 지리적 위치를 이탈한 라샴프스 이동(Laschamps excursion) 당시 지구 주변 자기장 모습을 재구성했다. 이미지 출처: 아그닛 무코파디아이, 미시간 대학교

 
당시 미시간대학 뉴스 '선크림, 옷, 그리고 동굴이 4만1천 년 전 호모 사피엔스의 생존에 도움을 주었을 수 있다'는 제하 기사는 이랬다. 

무척 길지만, 또 하도 과학성향이라 내가 이해하지 못하는 구석 천지지만 자동 번역 기대어 전문 서비스한다.


미시간 대학교 새로운 연구에 따르면, 약 4만1천 년 전 유럽에서 지자기 북극의 이동이 발생했을 때 고대 호모 사피엔스는 선크림, 맞춤형 옷, 그리고 동굴의 활용을 통해 혜택을 받았을 수 있다고 한다.

이 기술들은 유럽에 거주하던 호모 사피엔스를 유해한 태양 복사선으로부터 보호했을 수 있다.

반면 네안데르탈인은 이러한 기술을 갖추지 못했으며, 약 4만 년 전 사라졌다고 연구는 밝히고 있다.

이 연구는 미시간 공과대학과 미시간 대학교 인류학과 연구진이 주도해 Science Advances에 게재되었다.

연구팀은 지구의 지질학적 역사 동안 약 180번 발생한 자연적 과정인 자기장의 극이 위치가 바뀌기 시작할 때 북극이 유럽 상공을 이동했다는 사실을 발견했다.

당시 자기장 역전이 완료되지 않았지만, 자기장이 약화해서 지구 대부분에서 오로라가 발생했으며, 우주에서 유해한 자외선이 더 많이 유입되도록 했다.

동시에 호모 사피엔스는 맞춤형 옷을 만들고, 피부에 바를 때 자외선 차단 효과가 있는 광물인 오크레ochre,를 더 자주 사용하기 시작한 것으로 보인다.
 

42,200년에서 41,500년 전 라샴프 이동 기간 동안, 북극과 남극은 원래 위치를 벗어났다. 이 시기에는 녹색과 노란색 그라데이션으로 표현된 오로라가 지구 대부분 지역에서 관측되었다. 이미지 출처: 아그닛 무코파디아이, 미시간 대학교

 
이러한 행동은 네안데르탈인 인구가 감소하던 시기에 유럽과 아시아로 확산되는 데 기여했을 수 있다.

“이 연구에서 우리는 자기장이 연결되지 않았을 것으로 추정되는 모든 지역을 결합해 우주 방사선이나 태양에서 오는 에너지 입자가 지표면까지 침투할 수 있도록 했다”고 기후 및 우주 과학 공학 분야 U-M 연구 협력자이자 주요 저자인 아그니트 무코파다야Agnit Mukhopadhyay는 설명했다.

“우리는 그 지역 중 많은 부분이 4만1천 년 전 초기 인간 활동과 상당히 일치한다는 것을 발견했다. 특히 동굴 사용 증가와 선사 시대 자외선 차단제 사용 증가가 포함됩니다.”  

유동하는 극점Wandering poles

지구의 자기장은 외핵 내부의 녹은 금속의 운동으로 생성된다.

이 운동은 전기 흐름을 생성하며, 이 전기 흐름은 지구 주변에 후광 형태로 확장되는 자기장을 생성한다.

이 후광은 우주 방사선으로부터 지구를 보호하는 역할을 한다.

우주 방사선은 지구의 오존층을 얇게 만들고 더 많은 자외선을 통과시키게 한다.

이러한 입자와 지구의 자기장 간 상호작용은 오로라 현상도 유발한다.

무코파드하이Mukhopadhyay는 미시간 대학교(U-M) 우주 환경 모델링 센터에서 개발하고 유지 관리하는 우주 기상 모델링 프레임워크(Space Weather Modeling Framework)를 활용해 이 상호작용의 모델을 구축하기 시작했다.

이 프레임워크는 태양, 헬리오스피어heliosphere  및 행성 우주 환경(지구의 경우 포함)을 연구하기 위한 다목적 수치 도구다.

태양은 지속적으로 뜨거운 가스와 전하를 띤 입자를 지구로 향해 방출한다.

이 입자들은 극히 높은 온도로 인해 플라즈마 시스템으로 작용한다.

무코파다야는 이 플라즈마 시스템이 지구의 자기장과 어떻게 상호작용하는지 예측하는 모델을 개발했으며, 이는 결국 오로라 형성을 유발한다.

이 자기장은 북쪽과 남쪽 방향을 지닌다. 곧 북극과 남극이다. 그래서 자기장은 북극과 남극에서만 관찰된다. 

그러나 역사적으로 가끔씩 이 극들이 전통적인 지리적 위치에서 벗어나 이동하는 현상이 발생한다.

무코파다야는 이를 '지자기 이탈 현상'이라고 설명한다. 가장 최근의 사건은 약 4만 1천 년 전에 발생한 '라스샬프스 이탈 현상Laschamps excursion'이다.
 

막시밀리안 샤너(GFZ 헬름홀츠 지구과학센터, 포츠담, 독일)는 4만 1천 년 전 오로라의 모습을 예술적으로 표현했다. 이미지 출처: 막시밀리안 샤너, GFZ 헬름홀츠 지구과학센터, 포츠담, 독일

 
독일 GFZ 헬름홀츠 지구과학 센터 연구원 산야 파노프스카와 협력한 무코파다야는 지구의 지자기 공간 시스템을 3D 재구성했다.

이를 위해 연구진은 세 가지 별도 모델을 결합했다.

라슈캄프 편차 기간 동안 지자기장을 재구성하는 글로벌 모델, 지구 주변 우주 플라즈마 환경 모델, 당시 지구의 오로라 모습이 어떻게 보였는지 예측하는 모델이 그것이다.

결과적으로 생성된 3D 모델은 전하를 띤 입자들이 지구의 지자기장을 통과할 수 있던 위치를 보여주었다.

연구진은 라슈캄프스 변동 기간 동안 지구 자기장이 현재 강도의 약 10%로 감소했음을 발견했다.

이로 인해 지구의 자기 극이 적도 근처로 내려가고 자기장 선이 확장되었다.

이로 인해 유럽 전역과 북아프리카까지 오로라가 관측될 수 있었을 것이다.

연구진은 지구의 우주 시스템 3D 지도를 세계에 적용해 분석한 결과, 라샬프스 변동기(약 41,000~39,000 BP)가 지구에 거주하던 인간 집단들의 변화 기간과 일치한다는 사실을 발견했다.

우주선, 방사선 및 생존

네안데르탈인과 호모 사피엔스는 유럽에서 공존했으며, 호모 사피엔스(흔히 해부학적으로 현대인이라고 불리는 종)는 약 5만 6천 년 전에 유럽에 도착했다고 미시간 대학교 인류학 부교수 레이븐 가버리Raven Garvey가 설명한다.

약 4만 년 전까지 유럽에서 네안데르탈인은 더 이상 종으로 분류되지 않았다. 

“이 종들 사이, 즉 네안데르탈인과 해부학적으로 현대인 사이의 차이 중 어떤 것이 그 사라짐을 설명할 수 있는지 여부는 수십 년간 인류학계의 주요 질문이었다”고 가버리는 말했다.

의복이 기여 요인 중 하나일 수 있다고 그녀는 설명했다.

해부학적으로 현대인과 연관된 고고학 유적에서 몸에 맞는 의복을 제작하는 기술적 수단이 발견되었지만, 반드시 네안데르탈인과 연관된 유적에서 발견된 것은 아니다. 

그러나 해부학적으로 현대인과의 연관된 유적에서 고고학자들은 가죽 생산에 사용된 스크래퍼뿐만 아니라 바늘과 송곳—봉제와 관련된 도구들도 발견했다.

가버리에 따르면 맞춤 의복은 두 가지 이점을 제공한다.

훨씬 더 따뜻했으며, 추가적인 따뜻함은 사람들이 식량을 찾기 위해 화덕과 피난처에서 더 멀리 이동할 수 있게 했다. 

맞춤 의복은 또 다른 의도하지 않은 이점을 제공했을 수도 있다. 양 손상으로부터의 보호, 그녀는 말했다.

태양 복사의 유해한 영향에는 안구 질환ocular pathologies과 엽산 결핍folate depletion(선천적 결함과 영아 사망률 증가로 이어질 수 있음)이 포함된다.

“따라서 태양 복사로부터의 보호는 이를 소유한 이들에게 상당한 우위를 제공했을 것”이라고 가버리는 설명했다. 

호모 사피엔스는 또한 오크레(철산화물, 점토, 실리카로 구성된 자연 발생 색소) 사용을 늘렸을 수 있다.

이 색소는 많은 호미니드 종들이 매우 오래 전부터 사용해 온 물질로, 사람들은 이를 물체, 동굴 벽, 심지어 몸에 장식하는 데 사용했다. 
 

이 그림은 42,200년에서 41,500년 전 라샴프 관측 기간 동안 지구에서 오로라를 관측할 수 있던 지역의 전체 범위를 지도로 보여준다. 또한, 지구 규모의 인간 활동 영역도 보인다. 이미지 출처: 아그닛 무코파디아이, 미시간 대학교

“일부 실험적 테스트에서 이 물질이 자외선 차단제와 유사한 특성을 보인다는 결과가 있다. 매우 효과적인 자외선 차단제이며, 일부 민족집단은 주로 이 목적으로 사용했다”고 가버리는 설명했다.

“라스샬프스 기간 동안 해부학적으로 현대적인 인간과 주로 연관된 이 물질의 생산 증가도 사람들이 이 목적으로 사용했을 가능성을 시사합니다.” 

태양풍 속의 경계

연구진은 그들의 발견이 확정적이지 않다는 점을 강조한다. 그러나 이는 이미 존재하는 데이터를 새로운 관점에서 보는 방법이다. 

“이 발견은 상관관계적이며 (우리의 연구는) 메타 분석이라고 할 수 있다”고 가버리는 말했다.

“하지만 라샬프스 변동 사건을 고려할 때 이 데이터에 대한 새로운 관점을 제공하는 것입니다.”

무코파다야는 과거의 변동이 인간에게 어떤 영향을 미쳤는지 조사하는 것 외에도, 3D 모델이 미래의 변동이 우리에게 어떤 영향을 미칠지 예측하는 방법을 제공한다고 설명했다.

“만약 오늘날 이와 같은 사건이 발생한다면, 여러 분야에서 완전한 정전이 발생할 것”이라고 그는 말했다.

“우리의 통신 위성은 작동하지 않을 것입니다. 지상에 있는 많은 통신 네트워크는 가장 작은 우주 기상 현상에도 심각한 영향을 받을 것이며, 인간에게 미치는 영향도 우리 일상 생활에 매우 큰 역할을 할 것입니다.” 

무코파다야는 또한 그들의 연구가 오늘날의 대기권과 크게 다른 대기권을 가진 행성에서도 인간이 생존할 수 있었다는 점을 강조하며, 이는 지구 외 행성에서의 생명체 탐색에 중요한 시사점을 제공한다고 지적했다.

“많은 사람이 강한 자기장이 없으면 행성이 생명을 유지할 수 없다고 말한다”라고 그는 말했다.

“고대 지구를 살펴보고, 특히 이러한 사건을 연구하는 것은 외계 행성 물리학을 매우 다른 관점에서 연구하는 데 도움을 줍니다. 그 당시에는 생명이 존재했습니다. 하지만 오늘날과는 조금 달랐습니다.”

이 연구 공동 저자로는 미시간 공과대학 마이클 리모른, 다니엘 웰링, 오스틴 브렌너, 미시간 공과대학과 핀란드 기상연구소의 나탈리아 간주슈키나, 오울루 대학의 일야 우소스킨, 셰필드 대학의 미하일 발리킨이 포함된다.
 

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무슨 뜻인지 문과대 출신인 나한테 묻거나 따지지 마라.

그런갑다 하자.