옛날 대기중 산소농도 계산법.

대기중 산소농도. 에 인용한 논문을 보시려면 여기 로 가보세요. 저 논문에서 사용한 방법은 탄소와 황의 순환을 이용한 것이다. 탄소와 황은 다음의 과정을 거쳐서 순환한다.

탄소는 이산화탄소가 되고 물에 녹아 탄산이온이 되고 탄산칼슘이 되어 순환하든지 식물에게 이용되어 식물의 몸이 되었다가 다시 이산화탄소가 되든지 해서 순환하고 황도 비슷한 과정으로 순환한다. 이 과정에서 중요한 변수로 작용하는 것은 산소의 농도이다. 산소의 농도가 높으면 탄산염도 많이 생길테니까 말이죠. 이 동네 이야기는 쉽게 이해하기 어려운데 최대한 머리를 굴려보니 다음과 같은 이야기인 것 같다.

1) 지층을 파서 동위원소 비율을 보면 시대를 알 수 있다.
2) 그 지층에서 발견된 탄산염이나 황산염의 비율을 보면 당시 산소의 농도를 계산할 수 있다.

과거 대기중 산소농도 계산법에 대해 설명한 부분이 있어서 인용한다. 더 자세한 설명을 원하시는 분은 찬찬히 읽어보시기 바란다.

"Models for Paleo-Oxygen.
Calculation of the effect of change in the global carbon and sulfur cycles over geologic time on atmospheric oxygen has been attempted through the use of sediment composition models (15), nutrient-based models (16–18), and isotope mass balance models (9, 13, 19–26). In sediment composition modeling, the chemical composition of sedimentary rocks of various ages is combined with the abundance of these rocks (corrected for postdepositional erosional/metamorphic loss) to calculate the original rates of burial of organic carbon and pyrite sulfur in sediments. In nutrient models, the burial rate of organic carbon is assumed to be limited by the availability of the nutrients nitrogen and phosphorus, which leads to consideration of the cycles of these elements as well as those of carbon and sulfur. In isotope mass balance models, carbon and sulfur isotopic data for seawater composition over geologic time are used to calculate the values of the fluxes shown in Fig. 1. A major problem with all models is the extreme sensitivity of the mass of atmospheric O2 to very small imbalances in the burial and weathering fluxes. To avoid this problem, various approaches have applied negative feedback to avoid excessive variations in O2, but in many cases this involves the unavoidable introduction of positive feedback (see ref. 12). The results of one study (15) that used sediment abundance data, along with the rapid recycling of sediments to stabilize O2, are shown in Fig. 2."

Fig.2 가 바로 대기중 산소농도. 에서 보여드린 그 그래프이다.

어부님이 산소농도와 산불에 대해 물어보셨는데, 저 논문에 관련된 설명도 나온다.

"The level of atmospheric oxygen cannot rise indefinitely unless the frequency of forest fires becomes so excessive that plant life cannot persist. This has been pointed out by Watson et al. (27), who emphasize that fires serve as strong negative feedback against excessive O2 variation. Conversely, O2 cannot have dropped to such low values over Phanerozoic time that fires became impossible. Fossil charcoal, as evidence of paleofires, has been found for all times that trees have populated the land, and the lower limit for the production of charcoal has been estimated to be at about 13% O2 (28). By contrast, the upper limit for O2 is in dispute. On the basis of experiments on the ignition of paper strips at different oxygen levels and fuel moisture contents, Watson et al. (27) concluded that past levels of atmospheric O2 could never have risen above 25%. However, consideration of actual forest fires and the response of ecological disturbance to fires led Robinson (29) to conclude that greater O2 variation might occur and that, at any rate, paper is not a good surrogate for the biosphere. In fact, Robinson states paleobotanical evidence for a higher frequency of fire-resistant plants during the Permo-Carboniferous, supporting the idea of distinctly higher O2 levels at that time."

즉 산소농도가 너무 높아지면 화재가 마구 발생해서 산소공장 식물들을 태워서 더 이상 올라가지 못한다, 이런 이야기다. 땅속을 파보면 옛날의 화재 (Paleo-fire) 로 인한 숯이 많이 나오는데, 산소농도가 13% 이하로 떨어지면 화재로 인한 숯이 만들어지지 못하므로 숯이 나왔다면 최소 13% 이상은 된 것 같고, 종이를 사용한 실험에 의하면 화재때문에 대기중 산소농도 25% 이상은 올라가지 못했을 것 같다는 것이다. 그러나 여기에 대해서는 이견이 분분하고 내화성 식물들도 있었다는 증거가 있기 때문에 아마 더 높은 농도도 가능했을 것이다, 이런 이야기.

여하거나 결론은:

산소농도가 30% 이던 시절도 있었는데 요즘은 점점 산소농도가 떨어지고 있다든가 산소농도가 높으면 좋은 거 아닌가여? 하는 소리는 그야말로 단호하게 개소리다, 이런 이야깁니다.