남세균과 대산소화 · 스트로마톨라이트
지구의 공기는 처음부터 이랬을까?
그때 그곳
1960년대까지 사람들은 지구의 공기가 처음부터 지금 같았으리라 짐작했습니다. 그런데 오래된 암석을 읽던 지질학자들이 이상한 것을 봤습니다.
25억 년보다 오래된 바위에는 녹슨 자리가 없었습니다. 그보다 젊은 바위에는 붉은 띠가 겹겹이 쌓여 있었습니다. 쇠가 녹슬려면 산소가 있어야 합니다.
왜 이 질문이었나
붉은 띠는 바다에 녹아 있던 철이 산소를 만나 가라앉은 자국이었습니다. 그렇다면 어느 시점에 바다에 산소가 나타났다는 뜻입니다.
어디서 왔을까요. 화산도 아니고 우주도 아니었습니다. 얕은 바다에 돌처럼 쌓인 층이 있었는데, 그 안에 세균 무리가 층층이 눌린 자국이 남아 있었습니다. 스트로마톨라이트라고 부릅니다. 지금도 호주의 한 만에서 같은 것이 자라고 있고, 그 안에는 남세균이 삽니다.
알아낸 것
남세균이 햇빛으로 물을 쪼개 밥을 짓고 산소를 버렸습니다. 처음 수억 년 동안 그 산소는 바다의 철을 녹슬리는 데 다 쓰였습니다. 그래서 붉은 띠가 쌓였습니다. 철이 다 녹슬고 나서야 산소가 남기 시작했고, 24억 년 전 무렵 하늘로 넘쳤습니다.
그때까지 살던 생물 대부분에게 산소는 독이었습니다. 아주 많이 죽었습니다. 지구 역사상 가장 큰 오염 사건입니다. 그런데 그 오염이 오존층을 만들어 자외선을 막았고, 산소를 연료로 쓰는 생물이 나타나 지금의 우리로 이어졌습니다.
지구의 공기는 처음부터 지금과 비슷했다
24억 년 전을 경계로 나타나는 붉은 철 띠, 그리고 그보다 오래된 스트로마톨라이트
이 사건을 대산소화라고 부릅니다. 산소를 연료로 쓰는 세균이 다른 세포 안에 들어가 미토콘드리아가 되고, 남세균 자신은 식물 세포 안에 들어가 엽록체가 됩니다