산소 데이터는 기후 모델의 예측과 모순된다. : 진화론-지질학 [한국창조과학회 자료실]

미디어위원회

2026-04-01

산소 데이터는 기후 모델의 예측과 모순된다.

(Oxygen Data Contradicts Climate Expectations)

by Dr. Sarah Buckland-Reynolds

해양의 산소 공급은 여러 차원에서 얽혀있는 힘들을 반영하며, 인간의 모델을 넘어선 신성한 지혜를 가리키고 있다.

고대 따뜻한 바다의 높은 산소 농도는 과학자들을 당혹스럽게 만들고 있다. 이것은 지구 온난화 논쟁에 어떤 의미가 있을까?

고대 바다는 극심한 온난화에도 불구하고, 산소가 풍부하게 유지됐었다(Science Daily, 2026. 1. 29). Science Daily 지는 사우샘프턴 대학(University of Southampton)의 보도자료를 다시 소개하고 있었다.

기후 과학자들은 오랫동안 지구 온난화가 바다를 탈산소(deoxygenation)로 몰아넣을 것이라고 경고해 왔다.(여기를 클릭). 이 예측은 산소 용해도와 온도 간의 가설적 관계를 반영하는 것으로 설명되며, 온도가 상승하면 해수 내 산소 용해도가 자주 감소하여, 순환이 느려지고, 이는 해양 생태계의 질식사로 이어질 수 있다는 것이다. 그 결과 많은 모델들이 지속적인 기후 변화의 직접적인 결과로서 광범위한 산소 손실을 예측하고 있다.

하지만 최근 연구 결과는 이 이야기를 복잡하게 만들고 있었다. '중신세 동안 아라비아해와 태평양 산소 최소 구역의 대조적 진화'라는 제목의 최근 한 연구(Communications Earth & Environment, 2026. 1.)에서 헤스(Hess)와 동료들은 해양 산소 공급에 관한 기존 통념에 도전하고 있었다.

기존 모델에 도전하는 발견

아라비아해에서 발견된 화석 증거들을 조사한 헤스 등은 진화론적 연대기로 약 1,600만 년 전인, 오늘날보다 훨씬 더 따뜻했던 '중신세 기후 최적기(Miocene Climatic Optimum, MCO)‘ 동안 역설적으로 산소 농도가 더 풍부했음을 발견했다. 더불어, MCO의 대기 중 CO₂ 농도는 2100년 이후 예상되는 수치와 유사하게 나타났다. 즉각적인 산소 고갈 대신에, 기후 냉각 후에 상당한 탈산소가 발생한다는 것을 발견했다(그들의 시간 틀로 "수백만 년 후에"). 과학자들은 이 이상 현상을 강력한 몬순과 변화하는 해류 등 대규모의 순환 동력학(circulation dynamics) 때문으로, 높은 지구 온도에도 불구하고, 산소 공급이 유지됐었다고 보고 있었다.

이 발견은 기후 논쟁에 있어서 하나의 수수께끼를 제기한다. 고대 바다가 극심한 온열 속에서도 산소가 풍부할 수 있었다면, 온난화와 탈산소의 관계는 현재 모델이 제시하는 것만큼 단순하거나 보편적이지 않다는 것을 가리킨다. 이는 지역적 동력학, 순환 패턴, 장기적 변동성이 지구 온난화의 예상 결과를 변화시키거나, 심지어 지연시킬 수 있다는 의문을 야기시킨다. 그리고 이것은 기후 정책과 공공 담론에서, 어떤 예측은 선형적인 원인-결과 가정에 의존하기보다는, 복잡성을 가지고 다루어져야 한다는 것을 의미한다.

발견을 간략히 말하면

헤스 등은 아라비아해의 고기후 기록을 조사하여, 해당 퇴적층의 기후 조건을 재구성하는 데 중점을 두었다. 관심 지층은 전통적으로 중신세 기후 최적기(MCO)와 일치하는 것으로 추정되며, 저자들은 "중신세 기후 최적기에는 오늘날보다 산소 공급이 더 좋았다"고 설명했다(p. 1). 동일과정설적 연대 틀에 따라, 연구자들은 지구 냉각이 시작되고 "수백만 년" 후에야 심각한 산소 문제가 발생한다는 것을 발견했다. 이 발견은 지구 온난화가 필연적으로 탈산소화를 유발한다는 단순한 가정을 뒤흔드는 것이다.

핵심 관측은 아라비아해(Arabian Sea)와 동부 열대 북태평양(Eastern tropical North Pacific, ETNP) 모두 MCO 기간 동안 지금보다 환기가 더 잘 됐었다는 점이다. 그러나 산소 결핍 상태(oxygen-deficient conditions, ODZ)의 시기는 달랐는데, 아라비아해에서는 지속적인 고갈이 태평양보다 훨씬 늦게 발생한 것으로 여겨진다. 이러한 차이는 계절적 용승(monsoonal upwelling), 테티스해 유출(Tethys outflow), 남극해 영양염 용출(Southern Ocean nutrient fluxes) 등 지역적 과정이 단순한 지구적 온도 영향보다 우세했음을 가리킨다.

기존의 기후 예측을 거스르다

이 발견은 온도와 해양 산소 공급의 관계에 대한 현대적 예측에 도전하고 있다. 저자들의 결론은 단순화된 전 지구 기후 모델에서는 종종 고려되지 않은, 여러 스케일의 기후 시스템들이 존재하여, 복잡하다는 것을 인정하는 것이다. 헤스 등은 이렇게 결론내리고 있었다 :

"MCO 기간 동안 산소 공급이 증가하고, 이후 탈산소화가 발생하는 패턴은 지구 기후가 하나의 역할을 했을 가능성을 시사하지만, 두 OMZ(Oxygen Minimum Zones, 산소 최소 구역) 간의 차이는 중신세 동안 아라비아해 산소 공급 역사에서 지역적 과정이 지배적이었음을 시사한다"(p. 18).

공동저자인 알렉산드라 오더셋(Alexandra Auderset) 박사는 Science Daily 지에서 다음과 같이 요약했다:

"우리 결과는 오늘날 이미 진행 중인 해양 산소 소실이 지역적 해양학에 의해 강하게 형성되고 있음을 시사한다.“

이는 바다 산소 공급이 단순한 온난화와 탈산소 규칙에 의해 지배되는 것이 아니라, 여러 스케일에서 국지적 요인들이 복잡하게 상호작용하고 있다는 점을 강조하고 있다.

연구의 가정(assumptions)들에서 주의사항

고기후 연구에서 흔히 볼 수 있듯이, 고대 해양 조건의 재구성은 Mn/Ca, I/Ca의 비율과 유공충에 결합된 δ¹⁵N과 같은 동위원소 신호 등 화학적 대리 지표(chemical proxies)들에 크게 의존하고 있다. 이들은 산소 공급, 영양 순환, 생물학적 활성의 간접적인 지표들로 해석된다. 하지만 고기후 동력학은 몇 가지 통찰을 제공해줄 수 있지만, 여러 중요한 가정(assumptions)들에 의존하고 있다. 이러한 가정들 중에는 다음이 포함된다 :

동일과정설적 가정 : 오랜 시간 안으로 현재의 과정을 외삽하는 동일과정설적 관행은 수백 수천만 년 전에도 화학 신호들이 오늘날과 동일하게 행동했을 것이라고 가정한다. 이는 프록시(proxies, 대리 지표) 해석에 사용되는 틀 자체가 "과거는 현재와 같을 것이다"라는 가정 위에 세워져 있기 때문에, 순환논법(circular reasoning)의 위험이 있다. 만약 그러한 동일과정설적 가정이 잘못되었다면, 재구성 자체가 신뢰할 수 없을 수 있다.

대리 지표(proxies, 프록시)들의 신뢰성 : 헤스 등의 연구 자체도 종 효과(species effects)로 인해 "장소들 간 절대 I/Ca 값의 차이를 과도하게 해석하는 것"에 대해 경고하고 있다(p. 7). 이 고백은 화학 신호가 광범위한 시간 척도에서 얼마나 취약할 수 있는지를 강조하고 있다. 생물학적 변동성(biological variability), 속성작용(diagenesis), 국지적 해양 화학(local ocean chemistry)은 기록을 왜곡할 수 있어, 프록시가 고대 산소 농도를 정밀하게 포착할 수 있는지에 대한 의문을 제기한다.

예상치 못한 산소 공급 패턴 : 아라비아해 사례 연구는 예상과 완전히 반대되는 추세를 보여주었다. 이 이상 현상은 '고대 바다'의 선형적 재구성에 대한 신뢰를 약화시킬 수 있다. 하지만 비교적 최근의 중신세 아라비아해가 예상을 극적으로 뒤엎을 수 있다면, 더 먼 과거로 올라간다고 주장되는 바다의 재구성은 매우 의심스러울 수 있다.

이러한 가정들은 고기후 프록시에 대한 신중한 해석의 필요성을 시사한다. 통찰력을 제공할 잠재력은 있지만, 여러 극단적 시기가 있었던 지구의 기후 역사는 동일과정설적 재구성으로는 포착할 수 없을 만큼 훨씬 복잡하다.

.물고기들은 창조 이래로 바다에서 번성해 왔다.

창조론적 관점에서 본 가능한 해석

창조론자들에 의한 지구화학 연구는 노아 홍수가 단순한 지질학적 사건이 아니라, 기후학적 사건이었으며, 산소 분포와 해양 화학을 동일과정설적 모델과는 다른 방식으로 재구성했을 것으로 보고있다. 창조론자들의 ’중신세 기후 최적기(MCO)‘ 해석은 일반적으로 노아 홍수 이후로 보고, 그 이전 지질시대(캄브리아기부터 신생대의 상당 부분)의 지층들은 전 지구적 홍수였던 노아 홍수에 의해서 퇴적된 퇴적물로 해석한다.

세속적 과학자들이 ’중신세 기후 최적기‘라 부르는 기간 동안, 아라비아의 높은 산소 농도에 대한 가능성 있는 설명에는, 홍수 이후 대륙들이 급격히 재구조화되어, 해저 지형과 해류의 변화, 해양 순환(ocean circulation)의 변화 등을 고려하는 것이 포함될 수 있다. 새로운 순환 패턴은 특히 몬순 시스템이 발달한 특정 분지에 산소 공급을 증가시켰을 수 있다.

’중신세 기후 최적기‘라 불리는 세속적 시간 틀에 대한 해석은 노아 홍수 이후 기후 시스템의 혼란스러운 일부로 간주되며, 온도, 강수량, 해양 화학에서 강한 변동성을 나타낸다. 아라비아해의 높은 산소 공급은 지구가 새로운 경계와 순환 체계에 적응하는 과정에서 발생하는 여러 지역적 이상 중 하나로 해석될 수 있다. 아라비아해의 산소화는 느린 진화론적 기후 변화로는 설명할 수 없는, 격변적 재편성(노아 홍수)이 남겨놓은 증거로서 해석될 수 있다.

미래 기후 연구에 대한 시사점

아라비아해에서의 관측이 충분히 신뢰할 만하다고 가정할 때, 이 결과들은 앞으로 과학계에 여러 중요한 고려사항들을 알려주고 있다.

선형적 기후 모델의 재고 : 일부 전 행성적 기후 모델은 비선형 접근법을 사용하지만, 통계적 규모축소(Statistical Downscaling) 및 에너지 균형 모델(Energy balance models, EBM)과 같은 다른 모델들은 기후 결과의 근사치에 선형 관계를 가정하는 경우가 많다. 아라비아해 사례 연구는 온난화가 해양 산소의 감소를 의미한다는 단순한 관계를 반박한다. 이는 모든 기후 모델들이 예측 정확도를 높이기 위해, 다중규모의 복잡성을 병합해야 함을 시사한다.

지나친 단순화를 피하기 : 바다를 동일과정설로 다루는 것은 지리, 해류, 대기 상호작용에 의해 형성되는 여러 시스템들의 본질적 상호의존성을 무시하는 것이다. ’중신세 기후 최적기‘ 기간 동안 아라비아해의 비정상적인 산소 공급은 지역적 과정이 전 세계적 예상과 반대되는 결과를 초래할 수 있음을 보여준다.

이러한 고려사항들을 무시함으로써, 헤스 등(Hess) 등의 연구에서 기록된 놀라운 요인들이 발생했으며, 여기에는 "예측과 상반된다"고 묘사된 참고문헌도 포함되어 있다. 이러한 솔직한 인정은 기존 패러다임의 부적절함을 부각시킨다. 비교적 최근의 기후 최적기가 예상을 극적으로 뒤엎을 수 있다면, 고대 해양의 재구성은 현재 기후 연구에서 설명되지 않은 더 많은 이상 현상들을 드러낼 수 있다.

보여지는 설계

헤스 등의 새로운 주장은 기후 과학에서 지배적인 가정에 도전하고 있었다. 즉 고대 바다가 극심한 온난화에도 불구하고 산소가 풍부했다는 것이다. 연구 결과가 적절하다고 가정하면, 이 연구는 적어도 일부 기존 기후 모델에서 충분히 설명되지 않은 기후 시스템에 숨겨진 복잡성을 가리킬 수 있다. 연구가 이를 뒷받침하는 경우, 이는 지역적 복잡성을 고려하는 패러다임 전환을 촉구할 수 있다. 또한 새로운 연구들이 잘 확립된 가정조차도 뒤집힐 수 있음을 보여주기 때문에, 예측에 있어서 겸손함을 요구한다. 국지적 조건에서 필수적 역할들의 상호의존성(interdependence, 하나의 설계적 특성)을 인식하는 것이 환원주의(reductionism, 복잡한 현상이나 체계를 더 작고 단순한 하위 요소들로 분해하여 이해하려는 철학적 및 과학적 접근 방식) 가정들보다 더 정확한 통찰력을 제공할 수 있음을 보여준다.

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궁극적으로 이 발견은 생명체들을 정교하게 균형 잡힌 힘으로 유지하시는 창조주의 지혜에 감탄하게 만든다. 성경은 이렇게 기록하고 있다 : “땅과 거기에 충만한 것과 세계와 그 가운데에 사는 자들은 다 여호와의 것이로다”(시편 24:1). 이러한 발견을 통해 우리는 인간의 모델이 흔들릴 수 있지만, 창조주의 설계는 지속된다는 것을 상기하게 된다. 이는 우리에게 경외심과 겸손을 가지고 과학과 신앙에 다가가도록 초대한다.

*참조 : 목적이 있는 비대칭 - 엘니뇨 남방진동 : 기후 변동은 지구 자원을 넓게 분포시킨다.

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