[논문 리뷰] Anoxia duirng the Late Permian Binary Mass Extinction and Dark Matter

Samar Abbas, Afsar Abbas외 1명|arXiv (Cornell University)|1998. 05. 26.

Paleontology and Stratigraphy of Fossils참고 문헌 7인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 만능성의 핵에 의해 발생한 암흑물질 상호작용이 만능성의 핵에 의해 발생한 화산 폭발 가스 방출을 유도하여 만능성 말기 동안 산소 부족 현상과 이중 질소 대량멸종을 일으켰다고 제안한다. 첫 번째로 과거 구아달루피아니아 끝부분(260 Ma), 그 다음으로 만능성 끝부분(253 Ma)에 발생한 것이다. 이 모델은 암흑물질에 의해 유도된 지열 가열과 WIMP의 붕괴에 의한 지열 가열을 통해 이중 대량멸종과 광범위한 산소 부족 현상을 한 가지 메커니즘으로 설명한다.

ABSTRACT

Recent evidence quite convincingly indicates that the Late Permian biotic crisis was in fact a binary extinction with a distinct end-Guadalupian extinction pulse preceding the major terminal end-Permian Tartarian event by 5 million years. In addition anoxia appears to be closely associated with each of these end-Paleozoic binary extinctions. Most leading models cannot explain both anoxia and the binary characteristic of this crisis. In this paper we show that the recently proposed volcanogenic dark matter scenario succeeds in doing this.

연구 동기 및 목표

• 만능성 말기의 이중 대량멸종 펄스를 설명한다. 특히 과거 구아달루피아니아 끝부분과 만능성 끝부분의 사건을 대상으로 한다.
• 기존 모델이 설명하지 못하는 바와 같이, 양 대량멸종 펄스와 지속적인 산소 부족 현상 간의 관계를 설명한다.
• 새로운 천체물리학적 메커니즘을 사용하여 이중 대량멸종 패tern과 산소 부족 현상을 하나의 인과적 틀 안에 통합한다.
• 지구화학적 및 고생물학적 데이터를 설명할 수 있는지 검증하기 위해 화산 폭발을 통한 암흑물질 시나리오의 타당성을 시험한다.

제안 방법

• 최근 제안된 화산 폭발을 통한 암흑물질 시나리오를 적응한다. 이는 약한 상호작용를 보이는 거대입자(WIMPs)가 지구의 핵에 축적된다는 것을 전제로 한다.
• 지구 맨틀 내에서 WIMP의 붕괴에 의해 발생하는 에너지 방출을 모델링하여 증가된 지열 유량을 유도한다.
• 증가된 맨틀 대류와 융해로 인한 CO2 및 기타 기체의 화산 폭발 가스 방출을 시뮬레이션한다.
• 해양과 대기 중 산소 부족 현상이 만능성 말기의 화석 기록과 퇴적층 기록과 어떻게 연결되는지 분석한다.
• WIMP에 의해 유도된 최고의 가열 시점이 두 대량멸종 펄스 사이의 500만 년 간격과 일치하도록 한다.
• 구아달루피아니아와 만능성-트라이아스계 경계층에서의 지질학적 증거와 예측된 산소 부족 수준과 대량멸종 패턴을 비교한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 화산 폭발을 통한 암흑물질 시나리오는 만능성 말기에서 관측된 이중 대량멸종 펄스를 설명할 수 있는가?
• RQ2 이 모델은 양 대량멸종 사건 동안 해양 퇴적층에 기록된 광범위한 산소 부족 현상을 설명할 수 있는가?
• RQ3 두 대량멸종 펄스 사이의 500만 년 간격은 지구 핵 내에서 WIMP의 축적과 붕괴에 따른 시간 척도와 일치하는가?
• RQ4 WIMP에 의해 유도된 지열 가열은 기존의 화산 활동 또는 판구조적 운동에 비해 에너지 출력과 지속 시간 측면에서 어떻게 다른가?
• RQ5 이 모델은 지질기록에서 관측된 산소 부족 현상과 탄소 동위원소 이격 현상의 지구화학적 서식을 재현할 수 있는가?

주요 결과

• 암흑물질 시나리오는 만능성 말기 대량멸종의 이중성과 관련된 산소 부족 현상을 성공적으로 설명한다.
• 모델은 두 대량멸종 펄스 사이에 500만 년 간격을 예측하며, 이는 과거 구아달루피아니아 끝부분과 만능성 끝부분의 지질학적 기록과 일치한다.
• 산소 부족 현상은 WIMP에 의해 유도된 화산 폭발 가스 방출에 의해 발생하며, 이는 CO2 및 기타 기체가 방출되어 해양의 산소 농도가 감소하게 한다.
• WIMP 붕괴에 의해 지구 핵에서 발생하는 에너지는 장기간 지속 가능한 열원을 제공하며, 이는 장기적인 화산 활동을 유도할 수 있다.
• 최고의 가열 시점은 만능성 끝부분 대량멸종의 시작과 일치하여 인과관계를 뒷받침한다.
• 이 모델은 기존의 화산 활동 전용 또는 천체충돌 전용 모델의 한계를 넘어, 두 대량멸종 펄스와 산소 부족 현상을 통합적으로 설명한다.