슈퍼컴 '알레프'로 과거 200만년 기후 분석
호모 사피엔스, 아프리카 개체군 유래 추정
CO2 배출로 100년 이내 5℃ 상승 우려
[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 과거 200만년 동안의 기후 변화가 인류 진화의 수수께끼를 풀 수 있는 단서를 제공했다. 기온과 강수량의 변화가 인류 즉 호모 종의 진화에 근본적인 역할을 했다는 것이 증명됐다.
과학기술정보통신부는 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단(단장 악셀 팀머만) 연구팀이 독일, 스위스 연구진과 함께 기후 변화와 인류 진화 사이의 연관성을 규명했다고 14일 밝혔다.
◆ 슈퍼컴 분석이 내놓은 200만년 기후 변화…인류 서식지 영향
이번 연구 성과는 기초과학연구원이 보유한 슈퍼컴퓨터 '알레프(Aleph)'를 활용해 도출됐으며 세계 최고 권위의 학술지인 네이처(Nature)에 이날 게재됐다.
그동안 기후 변화가 인류 진화에 영향을 준다는 것은 화석과 고고학적 증거들을 통해 제시됐다. 인류화석 유적지 근처의 기후와 관련된 자료가 부족해 기후 변화의 영향을 명확히 규명하는 것은 오랜 난제였다.
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| 인간 종의 평균 서식지 현황 [자료=과학기술정보통신부] 2022.04.14 biggerthanseoul@newspim.com |
연구단은 이 난제를 풀기 위해 기후모델링, 인류학, 생태학 전문가 연구진을 구성하고 다각적인 측면에서 기후 변화가 인류 진화에 미치는 영향을 규명했다. 이어 연구단은 대륙 빙하와 온실가스 농도, 자전축 및 공전궤도 변화 등 천문학적 변동을 강제력으로 이용해 기후 모델링에 나섰다. 이를 통해 과거 200만년의 기온과 강수량 등의 기후 자료를 생성할 수 있었다.
공동 연구를 통해 과거 200만년 동안 아프리카, 유럽, 아시아 등 3200개 지점의 인류 화석과 고고학적 표본을 포함해 인류 역사에 대한 포괄적인 편집본을 만들었다. 기후 자료, 식생, 화석, 고고학 자료들을 결합해 현대 인류의 조상인 '호미닌' 종이 시대별로 살았던 서식지를 추정할 수 있는 시공간 지도도 구축했다.
이 호미닌 종은 인간의 조상으로 분류되는 종족으로 ▲호모 사피엔스 ▲호모 네안데르탈렌시스 ▲호모 하이델베르겐시스 ▲호모 에렉터스 ▲호모 에르가스테르와 호모 하빌리스 등이 포함된다.
연구진은 고대 인류종이 서로 다른 기후 환경을 선호했는데도 이들의 서식지가 2만1000년에서 40만년까지의 시간 주기에서 발생한 천문학적 변동으로 인한 기후 변화에 따라 모두 이동됐다는 점을 밝혀냈다. 또 지난 200만년 동안 변화하는 기후와 식량 자원에 인류가 어떻게 적응해 왔는지도 설명했다.
200만~100만년 전 초기 아프리카 인류는 안정적인 기후 조건을 선호해 특정 지역에만 거주했다. 그러나 빙하기 등 80만년전의 '큰 기후 변화' 이후 호미닌 종의 하나인 '호모 하이델베르겐시스'는 더 다양한 범위의 식량 자원에 적응했고 그 결과 이들은 유럽과 동아시아의 먼 지역까지 이동해 거주했던 것으로 증명됐다.
연구진은 다른 호미닌 종이 접촉하여 같은 서식지 내에 혼재 할 수 있는지를 조사했고 5가지 호미닌 집단의 족보를 도출했다. 이에 따라 현대 인류인 '호모 사피엔스'가 30만년전 아프리카 개체군인 후기 '호모 하이델베르겐시스'로부터 유래했다는 점도 추정했다.
이번 연구로 재구성한 기후 기반 혈통은 유전자 정보나 인간 화석의 형태학적 차이 분석에서 얻은 최근의 추정치와 매우 유사한 것으로도 확인됐다.
악셀 팀머만 단장은 "이번 연구는 기후가 우리 호모 종의 진화에 근본적인 역할을 했다는 것을 증명한다"며 "현재 인류가 지금의 우리일 수 있었던 것은 인류가 과거 기후의 느린 변화에 수천년 이상 적응해 왔기 때문"이라고 설명했다.
◆ 이산화탄소 배출로 수십만년 기후 변화 100년 이내 단축 우려
이번 연구는 인간 기원에 대한 근본적인 의문을 해결하기 위해 기후 모델 시뮬레이션 자료를 활용했다는 데 의미가 남다르다. 이와 함께 기후 변화 요인인 이산화탄소 배출에 대한 경종도 함께 울렸다는 평가를 받는다.
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| 보다 단축된 지구 온도 변화 예측 분석 [자료=과학기술정보통신부] 2022.04.14 biggerthanseoul@newspim.com |
악셀 단장은 "이번 연구에 사용된 동일한 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 미래 기후를 예측하는 데도 사용했는데 결과는 지난 수십만 년 동안 제일 추웠던 빙하기가 -5℃ 정도까지밖에 차이가 안 났다"면서 "미래의 지구 내 이산화탄소 배출량으로 인한 기후 변화도 불과 향후 100년 사이에만 해도 5℃가 또 오를 것으로 예측됐다"고 설명했다.
그는 "수십만 년 동안 원래 변화해야 하는 기후가 100년 안에 저렇게 바뀌는 기준이 상당히 위험하다는 경고를 하고 있다"며 "지금 당장 이산화탄소 배출량을 줄이지 않는다면 5℃라는 큰 온도 차이를 수십만 년이 아니라 다음 100년 사이에 경험하게 될 것"이라고 덧붙였다.
악셀 단장은 이어 "기후 변화로 인간이 대량 멸종해서 유전자 병목현상이 일어나지는 않을 것이지만 이렇게 현재 정부들이 이산화탄소 레벨을 통제하지 않으면 점점 더 기후 변화가 심해져서 인류가 살 수 없는 지역들이 많이 생길 것"이라며 "사막화나 해수면 상승 등으로 살기 좋은 지역들이 침수된다면 인류는 어쩔 수 없이 난민이 돼 더 좋은 거주지를 찾아 이주해야 할 것"이라고 말했다.
그는 "이산화탄소를 절감시키는 게 가장 중요한데 정치적으로는 힘들지만 과학적으로 쉽기 때문에 모두가 이산화탄소 감축에 힘을 모아야 한다"면서 "현 상태에서도 이산화탄소 배출량은 줄지 않고 계속 증가하고 있는데, 당장 배출량 규모가 급감한다고 해도 온도는 계속 올라가기 때문에 매우 걱정스럽다"고 전했다.
biggerthanseoul@newspim.com
