지구에서 가장 오래된 암석들을 파헤치던 지질학자들이 30억 년 전에도 물이 이미 지구의 화산 활동에 관여하고 있었다는 사실을 발견했다 - 어쩌면 녹아내린 지옥 같은 풍경조차 재활용 충동을 이기지 못한다는 뜻일지도 모른다.

애들레이드 대학의 지구화학자 에릭 반덴버그 박사가 이끄는 국제 연구팀은 서호주 필바라 크라톤의 고대 암석을 조사했다. 분석 결과, 물이 지표 깊숙이 이동한 뒤 오늘날 태평양의 '불의 고리'와 유사한 화산에 마그마를 공급하는 데 기여했을 가능성이 제기됐다 - 고대 초화산을 어떻게 생각하느냐에 따라 인상적이거나 경악스러운 일이다.

네이처 커뮤니케이션즈에 게재된 이번 연구는 지구가 지표와 내부 사이에서 물을 재활용하기 시작한 시기가 과학자들이 생각했던 것보다 훨씬 빨랐을 수 있음을 시사한다. 물론 어린 지구는 지금과 매우 다르게 작동했는데, 주로 10억 도의 용암 악몽이었다는 점에서 그렇다.

물리화학지구과학부 소속인 반덴버그 박사는 이 고대 암석들이 수십억 년 전 지구의 조건을 조사할 특별한 기회를 제공한다고 말했다. "이 암석들은 30억 년 전에 형성됐습니다. 당시 지구는 매우 다른 곳이었죠"라고 그는 말했는데, 이는 '당신은 좋아하지 않았을 겁니다'를 정중하게 표현한 것이다.

오늘날 판 구조론은 지구 내에서 물을 이동시키는 핵심 역할을 한다. 섭입대에서는 한 판이 다른 판 아래로 가라앉으며 해양의 물을 맨틀 쪽으로 끌고 내려간다. 그 물은 마그마 생성을 도울 수 있고, 마그마는 지표로 상승해 대륙을 만드는 데 기여하는 화산 활동을 일으킨다 - 극적이긴 해도 적어도 규칙은 지키는 과정이다.

"초기 지구는 너무 뜨거워서 판이 그렇게 행동할 수 없었습니다. 그래서 지금까지는 30억 년 전에 지표수가 그런 여정을 할 수 있었는지, 가능했다면 어떻게였는지 불분명했습니다"라고 반덴버그는 설명했다. "우리를 놀라게 한 것은 대량의 물이 이미 지구 내부 깊숙이 들어가 화산암 형성에 영향을 미쳤다는 증거를 찾은 것입니다."

연구진은 현대적 판 구조론이 자리 잡기 전에 다른 지질학적 메커니즘이 물을 맨틀로 이동시켰을 가능성을 제시한다. 그들은 이 과정을 '드립덕션(dripduction)'이라고 부르는데 - 의심스러운 커피 추출법처럼 들리지만 실제로는 지구의 더 차가운 외각 지각 중 밀도가 높고 물이 풍부한 부분이 주기적으로 아래로 처지며 더 뜨거운 맨틀 속으로 붕괴해 물을 함께 운반하는 현상, 말하자면 지질학적 우버 서비스다.

그 지각 조각들이 하강하면서 맨틀에 물을 방출했다. 그 물은 마그마 생성을 도왔고, 마그마는 결국 상승해 화산을 통해 분출했으며 식어서 수십억 년 동안 살아남은 암석이 되었다 - 나쁜 이별도 흔적을 남긴다는 것을 증명하듯이.

"지구는 지금과 똑같이 작동하지 않았지만, 핵심 과정 일부는 이미 자리 잡고 있었던 것으로 보입니다"라고 반덴버그 박사는 말했다. 아마도 '그러니 현대 지질학, 반박해 봐라'라고 덧붙이고 싶은 충동을 참았을 것이다.

이번 발견은 지질학의 큰 질문 하나를 다룬다: 지구 표면과 깊은 내부 사이에서 물질 이동이 얼마나 일찍 시작됐는가? 물이 언제 처음 지하 깊숙이 이동하기 시작했는지 pinpoint하는 것은 중요한데, 이 재활용 과정이 화산 활동, 대륙 성장, 그리고 생명에 중요한 성분들의 이동에 영향을 주기 때문이다 - 즉, 결국 우리로 이어진 모든 것이므로 부담 갖지 말자.

이번 연구 결과는 과학자들이 지구 대륙이 어떻게 발달했고 행성이 어떻게 점진적으로 현대적 형태로 진화했는지 더 잘 이해하는 데도 도움이 될 수 있다 - 그 형태에는 교통 체증, 리얼리티 TV, 그리고 지질학 논문을 읽을 때의 존재론적 공포도 포함된다.

이 시기의 암석은 극히 드물기 때문에 필바라는 특히 가치가 있다. 이 지역에는 초기 지구의 가장 잘 보존된 암석 일부가 있어, 수십억 년 전에 일어난 과정에 대한 희귀한 기록을 연구자들에게 제공한다 - 본질적으로 지질학적 타임캡슐인 셈이다.