다이아몬드 및 생명체 형성과 연관되는 새로운 유기 탄소류

 

 

 

 

 

       생명의 기원에 대한 단서를 제공하는 지하 깊은 곳의 탄소 :

다이아몬드 및 생명체 형성과 연관되는 새로운 유기 탄소류 지구와 환경 / 과학

2014/11/25 09:00

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생명의 기원에 대한 단서를 제공하는 지하 깊은 곳의 탄소 :

다이아몬드 및 생명체 형성과 연관되는 새로운 유기 탄소류

November 20, 2014

출처: 존스홉킨스 대학

요약: 과학자들이 지표 밑 깊숙한 곳에 있는 탄소를 자세히 연구하고, 다이아몬드는 물론이고 지구상의 생명체 역사에도 영향을 주었을 지 모른다고 제시한다.

석탄 위의 다이아몬드(stock image). Credit: © RTimages / Fotolia

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   존스홉킨스 대학 연구팀에서 지하 깊은 곳에 있는 탄소에 대하여 오랫동안 알려지지 않은 세부 사항을 밝혀내고, 이 지하의 탄소가 지구상의 생명체 역사에 영향을 주었을 지도 모르는 방법을 제시한다.

   연구팀은 또한 맨틀 층에서 다이아몬드가 형성되는 방법에 대해 새로운 이론을 개발했다.

   수십 년 동안 과학자들은 지구 지각 층에서 차지하는 탄소의 중요성에 대해 점차 더 많은 것을 알게 되었음에도 불구하고, 지표면 아래 깊은 곳에 있는 탄소의 대해서는 별로 아는 것이 없었다. 존스홉킨스 대학 지구화학자 디미트리 스베르젠스키(Dimitri Sverjensky)와 워싱턴 카네기 연구소의 빈센조 스태그노(Vincenzo Stagno), 그리고 존스홉킨스 대학원생 팽 황(Fang Huang)은 지표면 밑 100 마일 깊이, 화씨 2,100도 온도에서 유체 상태로 존재하는 탄소의 양과 타입을 처음으로 계산해냈다.

   이번 주 저널 네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)에 발표된 기사에서 스베르젠스키와 그의 연구팀은 침입대(沈入帶, subduction zone) 깊숙이 저장된 이산화탄소와 메탄뿐 아니라, 다이아몬드 형성을 유발하고 아마도 미생물의 양식까지 되었을 풍부한 유기 탄소류가 존재함을 증명했다. 침입대란 하나의 지각판이 다른 지각판 아래로 밀려들어가는 대역을 말한다.

   지하 깊은 곳의 유체가 보다 얕은 곳의 생명체의 바탕이 되었을 지도 모르는 매우 흥미로운 가능성이 있다고 스베르젠스키가 말했다. 이는 생명 자체의 기원에 대한 단서가 될 수 있다고 한다.

   스베르젠스키의 이론적 모델은 ‘Deep Earth Water’ 모델이라고 하는데, 지각판이 아래로 이동하면서 빠져나간 맨틀 층 유체의 화학적 성분을 알아낼 수 있도록 한다. 맨틀 감람암(peridotite) 광물과 평형을 이루고 있는 유체의 일부는 예상대로 이산화탄소와 메탄을 포함하고 있다. 그러나 다이아몬드와 에클로자이트(eclogitic) 광물과 평형을 이루고 있는 다른 유체는 식초 같은 아세트산(acetic acid)을 포함한 녹은 유기 탄소류(organic carbon species)를 포함하고 있다.

    이들 용해 탄소류의 높은 농도는 지구 깊숙한 곳에서 이전까지는 알려지지 않았던 것으로, 침입대(沈入帶, subduction zone)로부터 그 위에 있는 맨틀 쐐기로 많은 양의 탄소가 옮겨지고 맨틀이 변형되면서 지구 대기로 다시 원소들을 순환시키는 데 영향을 미쳤음을 제시한다.

    연구팀은 또한 용해 유기 탄소가 있는 이 맨틀의 유체가 이전까지는 알려지지 않았던 방법으로 다이아몬드를 생성했을 수도 있다고 제시했다. 과학자들은 오랫동안 이산화탄소 혹은 메탄으로 시작하는 화학반응을 통해서 다이아몬드가 형성되었을 것이라고 믿고 있었다. 유기 류(organic species)는 여러 가지 다른 시재료(starting materials)를 제공한다. 보석류가 생성된 전적으로 새로운 경로인 것이다.

    이번 연구는 ‘Deep Carbon Observatory’라 불리는 10년 동안의 글로벌 프로젝트의 일환이었다. 지구상의 탄소를 보다 잘 이해하려는 프로젝트이고, 슬론(Alfred P. Sloan) 재단에서 후원한다.

Journal Reference:

1.Dimitri A. Sverjensky, Vincenzo Stagno, Fang Huang. Important role for organic carbon in subduction-zone fluids in the deep carbon cycle. Nature Geoscience, 2014; DOI: 10.1038/ngeo2291

 

[출처] 생명의 기원에 대한 단서를 제공하는 지하 깊은 곳의 탄소 :

          다이아몬드 및 생명체 형성과 연관되는 새로운 유기 탄소류|작성자 HANS