화산폭발은 지구에 영양분을 공급한다 : 대홍수-지층 [한국창조과학회 자료실]

화산폭발은 지구에 영양분을 공급한다

미디어위원회

대홍수-지질학

2022-10-18

화산폭발은 지구에 영양분을 공급한다

(Volcanoes Feed the Planet with Nutrients)

David F. Coppedge

2022년 1월 강력한 통가의 화산폭발은 식물성 플랑크톤의 대증식(phytoplankton bloom)으로 이어졌다. 무슨 상관이 있는 것일까?

생명체들은 지하 깊은 곳에서 지표로 전달되는 영양소에 의존할 수 있다.

복잡한 생명체는 최소 26종의 화학 원소(26 chemical elements)들에 의존하고 있다. 이것들은 탄소, 수소, 산소, 질소와 같은 잘 알려진 원소들 외에도 다른 많은 것들이 있다. 그 이름을 말해보라면, 고등교육을 받은 독자들과 영양제 애호가들은 인, 칼륨, 나트륨, 염소, 철, 구리, 아연, 마그네슘, 망간, 칼슘 등을 언급할 수 있다. 주기율표를 참조하면, 코발트, 붕소, 셀레늄, 브롬, 몰리브덴, 주석 등을 더 추가할 수도 있을 것이다. 이것들과 몇몇 다른 원소들은 세포 내에서 또는 영양분을 제조하는 데에 있어서 필수적인 미량 원소들이다.

만약 지구가 한때 용융된 덩어리였고, 무거운 원소들이 중심부나 맨틀 내로 가라앉았다면, 어떻게 지구 표면에 여러 필요한 원소들이 나타나 있는 것일까?

화산폭발은 생물권으로 원소들이 신속하고 특별하게 운반되는 한 가지 방법이다. 이것은 최근 몇 년 동안 가장 강력한 화산폭발 중 하나인 2022년 1월 15일 통가 화산(Hunga-Tonga volcano) 폭발에서 입증되었다.

.2022년 1월 15일 폭발한 통가 화산. (Earth Observatory satellite, NASA)

통가 화산폭발은 거대한 식물성 플랑크톤의 대증식을 초래했다(University of Hawaii, 2022. 10. 12).

2022년 1월 15일, 통가 화산폭발이 지질학자들을 놀라게 한 후, 며칠 만에 바다는 녹색으로(녹조현상) 변했다. 식물성 플랑크톤(phytoplankton, 광합성 박테리아)의 대대적인 증식이 있었던 것이다. 과학자들은 이 플랑크톤의 대증식이 하와이 오아후(Oahu) 섬 크기의 40배나 되는 지역을 뒤덮었다고 추정했다. 이게 인과관계가 있는 사건이었는가? 그렇다. 하와이 대학의 연구자들은 말한다.

하와이대학 해양 및 지구과학 기술대학의 연구자들은 다양한 종류의 위성 사진들(색깔, 적색 및 적외선 방출, 해수면의 빛 반사)을 분석했고, 화산재(volcanic ash) 퇴적물이 식물성 플랑크톤 성장의 가장 중요한 영양소 공급원이라는 것을 알아냈다.

하와이대학 미생물해양학센터(SOEST)의 연구 책임자인 베네데토 바론(Benedetto Barone)은 "통가 화산폭발은 물속에서 일어났음에도 불구하고, 화산재가 수십 km 상공까지 치솟았다. 이번 화산재 낙진은 식물성 플랑크톤의 성장을 촉진하는 영양분을 공급했다"고 말했다. 플랑크톤의 농도는 이 지역에서 관찰된 일반적인 값을 훨씬 뛰어넘는 수준에 도달했다.

이 발견은 Geophysical Research Letters 지에 공개 접근된 AGU 논문으로 게재되었다. Barone et al., Satellite Detection of a Massive Phytoplankton Bloom Following the 2022 Submarine Eruption of the Hunga Tonga-Hunga Haʻapai Volcano. Geophysical Research Letters. September 3, 2022.

화산폭발은 철(Fe)을 전달할 수 있지만, 더 중요한 요소는 인(P, phosphorus)일 수 있다. 철은 이미 지각 암석에 풍부하지만, 인은 구하기 어렵다. 농업 비료에서 인이 매우 중요한 이유가 이것이다. 인은 ATP와 DNA를 포함하여, 많은 생체분자들의 핵심 원소이다. 논문은 이렇게 말하고 있다.

하지만 식물성 플랑크톤의 대증식(phytoplankton bloom)이 일어나기 위해서, 엽록소 a(chlorophyll a)가 1mg/ml 같은 농도를 유지하기 위해서, 얼마나 많은 양의 화산재가 필요할까? 화산폭발 과정을 통한 영양소의 유입은 더젠(Duggen) 등이(2007) 보고한, 섭입대의 화산재 퇴적 상층부 50m의 영양소 방출 속도를 사용하여 계산할 수 있다. 식물성 플랑크톤의 생물량(biomass)과 Fe 1몰당 133몰의 합성이라는 레드필드 화학량론(Redfield stoichiometry)을 가정하여(Ho et al., 2003), 더젠 등이 보고한 방출 속도는 P가 N과 Fe보다 먼저 고갈됨을 나타낸다. 엽록소 a가 g당 100g의 탄소 비율을 갖고, 1mg/ml의 엽록소 a의 식물성 플랑크톤으로 성장하려면, 20~197mm의 화산재의 침착으로 P가 공급되어야 한다. 이러한 퇴적물 유입은 통가 화산폭발 동안 관찰된 분출 기둥의 높이와, 통가타푸(Tongatapu) 섬에서 관측된 화산재의 양을 고려했을 때(Biass et al., 2019; Hurst & Davis, 2017), 달성되었을 가능성이 매우 높다.

분명히 플랑크톤은 바닷물에 떨어지는 화산재로부터 인을 직접 원소 형태로 받아들일 수 있었다. 만약 그렇다면, 플랑크톤들은 하루 만에 인의 특별 배송을 받은 것이었다. 그리고 일단 플랑크톤들이 그것을 생체분자에 사용했다면, 그 원소는 플랑크톤을 먹고 사는 다른 동물들도 이용할 수 있었을 것이다.

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.“땅과 거기에 충만한 것과 세계와 그 가운데에 사는 자들은 다 여호와의 것이로다”(시편 24:1). 우리는 단지 관리자일 뿐이다. <Illustration courtesy Santa Clarita Magazine>

내가 2022년 9월 7일 Evolution News 지에 기고했던 것처럼, 인(phosphorus)은 마이클 덴튼(Michael Denton)의 영상물 “특별한 종(Privileged Species)”에서 말한 하나의 실험 사례가 될 수 있다. 덴튼은 우주, 지구, 자연법칙들은 생명체가 살아가기 위해서, 그리고 사람 크기의 복잡한 존재가 살아가기 위해서, 매우 미세하게 조정(finely tuned)되어 있는 것으로 나타난다는 것이다. 덴튼은 성경의 하나님을 신뢰하지는 않지만, 생명체에 필요한 모든 원소들이 필요한 곳에서 이용될 수 있다는 것은 놀라운 일이라고 말한다. 인은 필수적이지만, 지각 암석에서 침식되기 어려운 제한적인 원소일 수 있다. 우리의 창조주는 모든 것을 생각하셨다. 심지어 우리에게 필요한 필수 영양소를 전달하기 위해서 화산폭발까지 생각하셨다!

살아있는 생물들이 생명체의 역사를 통해 결코 인에 굶주린 것처럼 보이지 않는다는 사실은(열대림, 거대한 용각류 공룡, 고래, 산호초 등을 생각해보라), 하나님이 생물학적 시스템뿐만 아니라, 지질학적 과정을 통해 우리에게 충분한 인을 제공하셨음을 시사한다. 그것은 선견지명이 필요한 것으로, 지적설계의 흔적인 것이다.

마이클 덴튼의 책 "인간이라는 기적(The Miracle of Man)"은 지구에서 인간이 많은 생물들과 함께 존재하기 위해서, 얼마나 많은 놀라운 "우연의 일치"들이 모여있는지에 대한 매혹적인 정보로 가득 차 있다. 링크를 클릭해서 영상물을 참조하라. 하나님이 창조하신 녹색 지구에서 우리가 살아갈 수 있도록 만들어놓으신, 많은 것들에 대한 정보를 얻을 수 있다. 또한 멋진 영상물들이 있는 Discovery Institute의 YouTube도 시청해보라.

*참조 : 통가 화산 폭발과 빙하기

https://creation.kr/IceAge/?idx=10444111&bmode=view

번개, 토양 박테리아, 그리고 하나님의 섭리

https://creation.kr/IntelligentDesign/?idx=12269011&bmode=view

브롬이 없다면, 생물들은 존재할 수 없었다 : 생명체가 존재하기 위한 필수적 원소는 28개

http://creation.kr/Influence/?idx=1289960&bmode=view

전 세계에 유익을 주고 있는 작은 바다생물들 : 동물성 플랑크톤은 바닷물의 혼합에 중요한 역할을 한다.

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토양의 중요성과 청색혁명

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열대우림의 나무들은 질소고정을 위해 협력하고 있었다.

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