페름기 말(약 2억 5100만 년 전)에 약 96%의 생물체가 멸종했다. 어떻게 지구상 96% 생물체가 멸종했을까? 멸종의 원인은 분명하지 않지만 운석/혜성의 충돌, 오존층의 붕괴, 화산활동, 유황가스로 가득 찬 바다의 물 때문에 생물체가 멸종했을 것이라고 다양한 추측이 있다.
네이쳐 2007년에 발표된 자료에 의하면, 페름기 말 생물체가 멸종한 원인을 그 당시 화산활동에 의한 이산화탄소와 메탄의 증가로 기온이 약 6도 가량 높아졌고 이로 인해 대기와 해양의 산소부족과, 맹독성의 황화수소가스 발생을 야기했으며 이는 생물체 대멸종을 초래했다고 당시의 원인을 추론했다.
현재 대기 중에 산소는 21%를 차지한다. 하지만 석탄기(3억 년 전) 동안 산소는 30% 이상이었으며 생물체의 멸종이 일어난 페름기 말에는 13%로 떨어졌다.
육상의 경우 화산활동에 의해 발생한 이산화탄소의 증가에 따른 온난화 때문에 늪지대가 말라 늪지대에 저장돼있던 탄소가 산소와 결합함에 따라 이산화탄소는 더욱더 증가하게 되고 반대로 산소는 더욱더 줄어들었다.
해양의 경우 육상과 마찬가지로 산소가 줄어들어 생물체가 살 수 있는 영역이 점점 좁아진다. 또한 온난화로 인해 더워진 해수는 차가운 해수보다 산소가 적게 녹는다. 이러한 산소결핍이 생물체의 멸종을 초래했다. 이러한 멸종은 수 만년에 걸쳐서 일어났다.
또한 지구온난화와 산소부족으로 인해 해양은 산소가 부족한 환경에서만 살 수 있는 박테리아가 증가한다. 박테리아는 물속의 황산염을 먹고살며 맹독성의 황화수소가스를 발생한다. 대 멸종이 일어났던 페름기말의 바다는 이런 모습이었다. 이 독가스가 바다의 밑에서부터 위로 올라오면서 주변의 생물체를 죽이고 궁극적으로 바다의 표면에 도달해 대기로 방출된다.
이러한 상황에서 육상과 해양의 생물체는 살기위해 고지대로 가지만 산소가 부족하다. 또다시 해안으로 가도 독가스인 황화수소로 가득 차 숨을 쉴 수 없다. 이러한 현상을 맞아 생물체는 몇 세대에 걸쳐 서서히 개체수가 감소하며, 결국 멸종을 맞이하게 되는 것이다.
이러한 사례를 볼 때 IPCC 보고에 의하면 앞으로 이산화탄소를 현재와 같이 계속 배출할 경우, 2100년에는 전지구온도가 6도 가량 상승할 것으로 예측하고 있는데, 이럴 경우 과거와 같은 사례가 반복될 수 있다.
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