북극이 따듯했던 75,000년 전 노르웨이 동굴
북극 동굴에서 발견된 7만 5천 년 된 뼈 DNA 분석을 통해 동물들이 기후 변화에 어떻게 반응했는지 밝혀냈다.
북극이 지구상 어느 곳보다 빠르게 따뜻해짐에 따라, 추위를 이겨내기 위해 진화한 동물들은 전례 없는 어려움에 직면하고 있다.
과학자들은 현대 야생동물이 환경 변화에 어떻게 반응하는지에 대해 점점 더 많은 것을 배우고 있지만, 과거에 종들이 어떻게 대처했는지에 대해서는 아직 알려진 바가 거의 없다.
우리의 새로운 연구는 유럽 북극에서 가장 오래된 것으로 알려진 다양한 동물 군집을 조사한다.
이 동물 군집은 7만 5천 년 전으로 거슬러 올라간다.
노르웨이 북부 한 동굴 깊숙한 곳에 보존되어 있으며, 마지막 빙하기 약간 더 따뜻했던 시기에 북극 생태계가 어떻게 기능했는지에 대한 귀중한 통찰력을 제공한다.
북극 지역은 마지막 빙하기 last ice age(11만 8천 년에서 1만 1천 년 전) 동안 빙하의 전진과 후퇴를 반복했다.
이는 더 추운 완전 빙하기 colder full-glacial conditions(스타디알stadials)와 더 따뜻한 단계 warmer phases(인터스타디알interstadials)가 반복되는 과정으로, 이 기간 동안 빙하는 더 높은 고도로 후퇴했다.
이러한 변동적인 조건은 동식물의 연속적인 이동과 후퇴를 초래했고, 결국 오늘날 우리가 보는 동물 군집 형태를 만들었다.
빙하 활동이 활발한 지역에 위치하기 때문에 빙하가 지형을 깎아내고 녹은 물이 동굴을 휩쓸어 버려 퇴적물이 쉽게 파괴된다.
이로 인해 약 1만 1천 년 전 마지막 빙하기 종식 이전의 동물과 생태계에 대한 기록은 거의 남아 있지 않다.
하지만 놀랍게도 노르웨이의 더 큰 스토르스테인홀라 카르스트 동굴계Storsteinhola karst cave system 한 지류인 아르네 크밤그로타(Arne Qvamgrotta)에서 7만 5천 년 이상 온전하게 보존된 퇴적물이 하나 있다.
이 동굴은 노르웨이의 국립산인 스테틴드Stetind 그늘 아래 북극권Arctic Circle 바로 안쪽에 자리 잡고 있으며, 노르트란Nordland 작은 해안 마을 쇤브스비크Kjøpsvik 외곽에 있다.
이 지역에는 물이 기반암underlying bedrock을 녹여 형성된 수천 개 카르스트 동굴karst caves이 있으며, 지상과 지하 모두에서 극적이고 숨 막힐 듯 아름다운 경관을 자랑한다.
아르네 크밤그로타(Arne Qvamgrotta)에서 뼈가 보존된 온전한 퇴적층은 1990년대 초 석회암 산업 채굴 활동 중에 처음 발견되었다.
2021년과 2022년에 오슬로 대학교가 이끄는 우리 팀은 이 퇴적층을 탐사하고 뼈 물질을 발굴 및 회수하기 위해 동굴로 돌아갔다.
이를 통해 이 특이한 퇴적층 종 다양성을 더욱 잘 이해할 수 있었다.
우리의 분석은 마지막 빙하기에 대한 희귀한 생태학적 정보를 제공한다.
6,000점 이상 뼈 조각을 회수하여 비교 골학comparative osteology(뼈의 모양과 구조를 비교하여 종을 식별하는 방법)과 고대 DNA 메타바코딩ancient-DNA metabarcoding(DNA 가닥을 분석하고 종 데이터베이스와 매칭하여 조각난 뼈를 식별하는 방법)을 사용했다.
이러한 기법을 사용하여 육지와 바다에 서식하는 포유류, 조류, 어류를 포함한 46종 동물(과, 속, 종 수준)을 식별했다.
이 종들에는 지금까지 발견된 것 중 세 번째로 오래된 북극곰polar bear과 바다코끼리walrus, 북극고래bowhead whale, 그리고 킹솜털오리king eider와 퍼핀puffin 같은 바닷새가 포함된다.
북극 회색숭어Arctic grayling와 대서양 대구Atlantic cod를 포함한 어류도 발견되었다.
가장 중요한 발견 중 하나는 현재 이 지역에서 멸종된 칼라드레밍collared lemming인데, 스칸디나비아에서는 이전에는 발견된 적이 없는 동물이다.
다양한 연대 측정 기법을 사용하여 뼈의 연대를 확인했는데, 이는 마지막 빙하기의 약간 더 따뜻했던 시기(간빙기interstadial)로 거슬러 올라가는 약 7만 5천 년 전의 것이다.
우리가 발견한 동물들은 이 시기에 노르웨이 이 지역 해안 지역에 얼음이 없었음을 보여준다.
예를 들어, 이동 순록migratory reindeer과 민물고기가 북쪽으로 쉽게 이동할 수 있었다.
또한, 계절별 해빙 존재를 뒷받침하는 풍부한 해양 및 해안 동물 군집을 발견했다.
이 동물 군집은 가장 흔히 발견되는 빙하기 거대동물군megafauna과는 확연히 다르다.
여기에는 마지막 빙하기 동안 유럽, 북미, 북아시아 대부분에 걸쳐 펼쳐진 춥고 건조한 초원인 매머드 스텝mammoth steppe과 일반적으로 연관되는 털매머드 woolye mammoth와 사향소musk ox가 포함된다.
이러한 차이는 아마도 아르네 크밤그로타 주변 독특한 해안 환경과 지형을 반영하는 것으로 보이며, 이는 다른 종류의 생태계를 지탱했을 것이다.
일부 뼈에서 나온 추가 고대 DNA 분석 결과, 당시 북극곰, 칼라드레밍collared lemming an, 북극여우Arctic fox 혈통은 현재 멸종된 것으로 나타났다.
이는 이 동물들이 변화하는 서식지를 따라잡거나 마지막 빙하기 후반의 추운 시기에 피난처를 찾지 못했음을 시사한다.
이는 변화하는 기후 조건에서 자연이 얼마나 취약할 수 있는지를 보여준다.
Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences
Provided by The Conversation
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2415008122
이상은 저 동굴 조사자들이 직접 그 조사 성과를 The Conversation에 투고한 것이다.
저 소식은 먼저 아래와 같이 전했다.
노르웨이 동굴서 7만5천 년 전 북극 동물 유해 발견
https://historylibrary.net/m/entry/9-11