고대 석탄에서 다가오는 산불에 대한 힌트

세계에서 가장 오래된 산불 증거는 메인 주 워터빌에 있는 벽돌 건물 4층의 실험실에서 발견되었습니다. 훈련받지 않은 사람의 눈에는 핀 머리보다 그리 크지 않은 검은색 보푸라기 조각처럼 보입니다. 이안 J. Colby College의 고생물학자인 Glasspool은 A입니다. 4억 3천만년 된 석탄 조각.

글래스풀 박사가 사우스 웨일스의 이암에서 발견한 이 샘플은 과거에 화재가 어떻게 발생했는지 조사하기 위해 최근 몇 년 동안 연구된 많은 고대 석탄 조각 중 하나입니다. 이러한 유적은 과학자들이 지질학적 시간에 따른 환경 변화에 의해 화재가 어떻게 형성되고 형성되는지 이해하는 데 도움이 됩니다.

“지루해 보이는 물건이군요.” Glasspool 박사가 작은 수지 디스크에 박힌 샘플을 들고 말했습니다. “하지만 빠져나갈 수 있는 더미가 너무 많아요.”

이러한 구식 아이디어는 오늘날 개별 산불을 관리하는 데 도움이 되지 않을 수 있다고 Glasspool 박사는 말했습니다. 그러나 이는 전 지구적인 화재 현상과 그것이 지구의 기후를 어떻게 형성하는지에 대한 보다 명확한 아이디어를 제공할 수 있습니다. 이는 결과적으로 모델 작성자가 미래 기후를 보다 정확하게 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다.

“지질학적 기록은 이것이 ‘더워지면 더 많은 화재가 발생할 것’이라고 말하는 것보다 훨씬 더 복잡하다는 것을 보여줍니다.”라고 캐나다 지질조사국(Canadian Geological Survey)의 고생태학자인 제니퍼 갤로웨이(Jennifer Galloway)는 말했습니다. Galloway 박사는 최근 Evolving Earth 저널에 연구 결과를 발표했습니다. ~에 고대 산불 연구의 장점 오늘날의 기후 역학을 이해하는 수단으로.

화재는 지구의 45억 4천만년 역사에서 상당히 최근에 발생한 현상입니다. 이 기간의 90% 이상 동안 행성의 대기와 대륙에는 화염을 유지하는 데 필요한 산소와 점화가 부족했습니다. 번개로 인해 여기저기에 미생물 물질이 탄화될 수 있지만 연소는 오래 가지 않습니다. 연기와 불씨는 없었습니다. 약 4억 5,800만 년 전 지구에 식물이 나타난 후에야 지속적인 화상이 가능해졌고 결국 화재에 대한 지질학적 기록이 가능해졌습니다.

첫 번째 화재는 아직 개발이 수백만 년이나 남았던 숲을 태운 것이 아니라 이끼, 간이끼 등 단순한 식물을 태웠습니다. Glasspool 박사는 “우리는 일반적으로 걸을 수 있으면서도 신발 윗부분이 젖지 않는 상황에 대해 이야기하고 있습니다.”라고 말했습니다. 그는 사상균이라고 불리는 신비한 대규모 성장 그룹도 이 시기에 풍경에 점재하고 있었으며 초기 화재를 촉진하는 데 도움이 되었을 수도 있다고 덧붙였습니다.

이러한 고대 화재의 유적을 연구하기 위해 Glasspool 박사는 먼저 암석 샘플을 산에 녹인 다음 남겨진 작은 검은 얼룩을 체로 걸러냈습니다. 분석을 위해 각 지점을 조작하기 위해 그는 고양이 빙고의 수염 한 개를 끝까지 테이프로 붙인 나무 꼬치를 사용합니다.

그는 지난 2월 자신의 연구실에서 “저예산, 스스로 하라”고 말했다. 상점에서 구입한 붓을 사용하면 그의 작은 견본이 머리카락에 걸릴 수 있습니다. 빙고의 콧수염은 그에게 더 많은 통제력을 제공합니다.

간단한 광학현미경으로 보면, 이 숯은 탄화 과정을 통해 확실하게 보존된 대리석 세포벽을 드러냅니다. 이 과정을 통해 휘발성 유기 물질은 모두 연소되고 불활성 탄소만 남게 되며, 이는 수억 년 동안 변하지 않고 유지될 수 있습니다.

숯은 뚜렷하고 부드러운 광택을 갖고 있어서 현미경으로 보면 더 밝게 보이는 또 다른 탄소 형태인 숯과 구별됩니다.

Glasspool 박사와 그의 동료들은 암석 기록에서 다양한 기간에 걸쳐 석탄의 풍부함을 추적함으로써 과거 지구 온난화 기간 동안 발생한 화재 패턴을 식별했습니다. 그와 그의 팀은 그린란드 동부에서 수집된 2억년 된 퇴적암에서 숯이 5배 증가한 것을 발견했습니다. 이 기간은 강렬한 화산 활동으로 인해 지구 온도가 섭씨 6도 정도 상승하고 지구 역사상 최악의 대량 멸종 중 하나가 발생한 트라이아스기의 종말을 의미합니다.

2010년 Glasspool 박사 팀은 따뜻한 분위기를 보고했습니다. 산불 활동이 증가했을 수도 있습니다 여러 가지 방법으로. 예를 들어, 따뜻함은 고대와 오늘날 산불의 주요 자연 원인인 번개를 자주 치는 천둥번개를 일으켰을 것입니다. 단지 1°C 온난화 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)에서 실시한 연구에 따르면 낙뢰 발생률을 약 40% 증가시킬 수 있다고 합니다. Glasspool 박사는 이것이 트라이아스기 말기에 산불이 그렇게 널리 퍼진 이유를 부분적으로 설명할 수 있다고 말했습니다.

화석 기록은 또한 온도가 상승함에 따라 작고 좁은 잎을 가진 식물이 더 흔해진 반면, 활엽수 종은 풍경에서 대부분 사라졌음을 암시합니다. 작은 잎은 큰 잎보다 더 쉽게 열을 발산할 수 있기 때문에 이는 따뜻함에 대한 반응일 가능성이 높다고 그의 팀은 보고했습니다.

찢어진 종이 조각이 손상되지 않은 종이 조각보다 더 빨리 타는 것과 마찬가지로 작은 잎이 달린 종은 더 심각한 화재를 일으켰을 것입니다. Glasspool 박사는 “더 빨리 건조되고 가연성이 더 높았습니다.”라고 말했습니다.

더 많은 가연성 초목, 더 많은 연기, 대기 중 더 많은 이산화탄소로 인해 지구가 더 따뜻해졌을 것이며, 아마도 더 많은 화재를 일으키고, 더 많은 초목에 변화를 일으키고, 더 심한 뇌우가 발생했을 것입니다. 이러한 순환은 오늘날 일어나고 있는 것처럼 보이는 것과 다르지 않습니다.

암석 기록은 그러한 교란 이후 생태계가 회복되는 데 얼마나 오랜 시간이 걸릴 수 있는지에 대한 아이디어를 제공합니다. 페름기말 대량멸종(약 2억 5200만년 전 기온 상승으로 지구 역사상 가장 큰 생명 손실을 기록한 시기)의 퇴적물은 탄 습지가 건조하고 불타버린 후 회복하는 데 수백만 년이 걸렸음을 암시합니다.

보고서를 발표한 아일랜드 유니버시티 칼리지 코크(University College Cork)의 고생물학자인 크리스 메이스(Chris Mace)는 “우리가 그것을 재현하지 않기를 바랍니다.”라고 말했습니다. 이러한 예금에 관한 연구 2022년에.

현대의 지구 온도는 그 당시보다 훨씬 적게 상승했습니다. 1880년 이후 섭씨 1.1도에 불과한 반면, 페름기 말 멸종이 일어난 수만 년 동안에는 약 섭씨 10도가 상승했습니다. 그러나 오늘날의 변화율은 과거의 변화율을 훨씬 뛰어넘습니다. 이러한 급속한 온난화로 인해 습지는 화재에 더욱 취약해졌습니다. 4,200만 에이커에 달하는 열대 습지인 남미의 판타날 지역은 계절에 따라 놀라운 속도로 불타기 시작했습니다. 페름기 말의 퇴적물은 기후 변화가 줄어들지 않고 계속된다면 어떤 일이 일어날 수 있는지에 대한 냉철한 시각을 제공합니다.

Mays 박사는 “상황이 이렇게 악화되는 것을 방지하기 위해 사용할 수 있는 도구가 많이 있습니다.”라고 말했습니다. “그러나 우리는 그것을 절대적인 최악의 시나리오로 사용합니다.”

이러한 화재의 규모와 심각성은 기후 변화뿐만 아니라 인간 행동과 토지 이용 관행에도 기인한다고 몬트리올 미줄라에 있는 록키 마운틴 연구소의 미국 산림청 연구 생태학자인 Sean Parks는 지적했습니다.

그러나 Parkes 박사는 지질학적 기록과 고대 기후 패턴에 대한 연구가 토지 관리 결정을 안내하는 지구 기후 모델을 개선하는 데 도움이 될 수 있다고 말했습니다. “그것은 흥미롭고 훌륭한 기본 정보입니다.”

최근 알래스카에서 발생한 화재를 연구하고 기후 모델러들과 긴밀히 협력하고 있는 테네시주 오크리지 국립연구소의 과학자 페르난다 산토스(Fernanda Santos)도 이에 동의합니다.

Santos 박사는 “이전 데이터가 우리에게 새로운 관점과 새로운 기준을 제공할 수 있기 때문에 정말 감사하게 생각합니다.”라고 말했습니다.