지형편륜 및 변화과정의 분석열쇠, 화석 이야기

지형편륜 및 변화과정의 분석열쇠, 화석 이야기

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1. 들어가는 글

지구상의 생물들은 오랜 지질시대를 지나오면서 멸종(예 : 공룡)과 진화를 반복하였다. 즉 수많은 생물들이 생겨나기도 하였다가 없어지기도 하였으며, 다양하고 복잡한 구조의 기관들이 나타나면서 오늘날에 이르고 있다. 이러한 생물의 유해나 흔적 등이 암석에 보존되어 나타나는 것을 '화석'이라고 한다. 재미있는 사실은 앞으로 기나긴 세월이 지난 후에는 우리 인간들도 이와 같이 많은 화석 중의 하나가 될 거라는 것이다.

고생물학이란?

지질시대에 쌓인 퇴적암에 보존되어 있는 화석을 이용하여 지구상에 살았던 생물에 대하여 연구하는 과학이다.

화석이란?

지질시대로부터 퇴적암에 보존된

1) 생물의 몸체가 그대로 남아 있는 것,

2) 퇴적암에 생물체의 형태가 그대로 찍힌 자국,

3) 생물의 생활흔적이 지층 중에 그대로 남아 있는 것,

4) 생물의 배설물

등을 말한다.

2. 화석이 만들어지는 환경

• 화석이 만들어질 수 있는 환경

화석은 주로 죽은 생물체가 다른 생물에 의해 먹히거나 분해되지 않은 채 신속하게 묻히게 되는 환경, 즉 바다의 점토질 진흙, 석호(lagoon)의 모래나 진흙, 그리고 육지의 강이나 늪지대(소택지), 혹은 모래바람이 부는 사막과 같은 곳에 잘 만들어진다.

화석이 만들어 질 수 있는 환경 (육지환경: 사막, 강, 소택지 / 해양환경: 석호, 해안, 얕은 바다)

3. 화석의 보존

화석은 완전한 개체가 보존되는 경우도 있지만, 생물체의 일부분만 화석으로 보존되는 경우가 더 흔하다.

동물의 연질부(soft part)의 보존

아주 드문 일이지만 동물의 부드러운 살 부분까지도 완전한 형태로 보존되는 예도 있다. 이런 경우는 대부분 동물이 아스팔트 웅덩이에 빠져 죽든지, 고위도의 툰드라(동토) 지역의 얼음에 냉동되든지, 혹은 호박이라 불리는 식물에서 분비된 액체(송진)에 싸여서 보존될 때 나타난다.

      

긴털 매머드 새끼가 동토속에 빠져 묻혀 보존된 후 발견되는 과정

1977년 시베리아의 동토에서 12,000년 동안 냉동된 상태로 있었던 새끼 매머드를 캐내고 있는 모습(Gayrard-Valy, 1997)

• 생물의 외형이 퇴적물에 찍혀서 보존된 인상, 몰드 및 캐스트

생물체는 없어지지만 그들의 연질부나 골격이 퇴적물에 도장 찍히듯이 찍혀서 보존되는 것을 인상(impression)이라 한다. 생물의 뼈나 껍데기가 지하수에 녹아서 없어지면, 퇴적물 중에 공간이 생기고 이 공간 내벽에 생물체의 외부와 내부형태가 찍혀 보존되기도 하는데 이를 몰드(mold)라 한다. 경우에 따라서는 퇴적물 내의 공간을 다른 물질이 채워 원래의 생물과 비슷한 모양의 본이 만들어지는데 이것을 캐스트(cast)라고 한다.

외형과 내형 몰드를 보여주는 암모나이트(프로미 크로세라우스 마스토넨스, Promicroceras marstonense)  화석군으로 영국의 쥬라기 층에서 발견됨(Moody, 1997)

생물의 생활흔적이 보존된 생흔화석

생물의 행동이나 생활흔적이 퇴적층에 그대로 보존되어 화석이 된 것을 말한다. 생흔화석은 생물체의 행동을 알려주는 흔적으로 발자국(foot print, track), 기어간 자국(trail), 주거(住居)나 피난 또는 휴식을 목적으로 생물이 뚫은 구멍(burrow 혹은 boring) 및 생물의 배설물 등이 있다.

생흔화석 공룡의 발자국 화석으로 우리 나라 남해안 고성군 하이면 덕명리 해안의 중생대 백악기 층에서 발견된 것

4. 화석의 가치와 의미

과거 지구에 살았던 생물 중 일부만이 화석으로 보존되어 남는다. 이들 화석은 지질시대의 자연과 생물의 흥망성쇠를 보여주는 과거로 가는 여행의 안내자다. 우리가 생물의 걸어온 발자취를 이들을 통해서 더듬어 본다면 과학적인 사실 이외에 인간까지 오게 된 생물발달의 오묘함과 수많은 생물 속에서 인간의 위치와 미래가 무엇인지를 깨닫게 될 것이다.

생물의 발달과정

생물은 지질시대와 환경에 따라 점진적으로 변한다. 시간이 흐르면서 생물체내의 기관은 더 복잡하게 발달하고 외부의 모양과 구조도 따라 변한다는 사실을 화석은 실증적이고도 체계적으로 보여준다.

 

 

시대의 지시자

생물은 대부분 과거 지질시대를 지나오면서 진화해 왔다. 그러므로 특정한 생물은 어느 특정한 지질시대에 한정되어 산출되어 시대를 지시해 준다. 특히 그 분포가 광범위하고 생존 시기가 짧고, 형태적 특징이 확실한 화석을 표준화석(index fossil)이라고 한다. 예를 들면 고생대의 삼엽충, 중생대의 암모나이트와 공룡 등이 여기에 속하며 지구 나이를 잘 지시하여 준다.

 

옛 환경 유추

생물은 특정생활 장소와 환경에 한정되어 있다. 예를 들면, 매머드는 추운 곳에서만 생활하였고, 공룡은 대부분 따뜻한 곳에서 살았는데 이들은 기존의 생활 환경을 벗어나지 못했다. 이들 화석을 이용하면 지질시대의 환경을 쉽게 유추할 수 있다.

 

 

지하자원 탐사의 지시자

현재의 일상생활에서 중요하게 이용되고 있는 에너지 자원(석유, 천연가스, 석탄 등)은 많은 양의 죽은 생물체가 쌓여서 만들어진 것이다. 이들 생물체의 유해의 일부분은 분해되지 못한 채 석탄이나 석유 속에 포함되어 이들 자원의 특성이나 기원을 잘 얘기해 주고 있다.

 

 

 

5. 끝내는 말

화석은 오늘날 우리에게 암시하는 바가 매우 크다. 화석은 지구의 과거사를 밝히는 귀중한 살아있는 증거임이 분명하다. 화석의 발견과 연구를 통하여 우리는 많은 것을 배울 수 있으며, 또한 현재를 살아가는 우리 인류 또한 후세에 화석의 하나로 남게 될 것이다. 다음에 글은 화석과 관련하여 지구의 역사 편륜을 생각해 볼 때, 우리 인류에게 시사하는 바가 매우 크다.

 

"지구의 나이 46억년을 1년으로 생각하면 5월경에 바다에서 처음으로 생물이 나타나기 시작했고, 육지에서는 11월 말경에 생물이 나타났다. 공룡은 12월 중순경에 나타나서 12월 26일 경에 멸종하였고, 인류는 12월 31일 저녁에 나타났다. 로마제국이 서구 세계를 지배한 시간은 5초에 지나지 않는다."

 

▶참고문헌

이상헌외 2인, '화석', 경보화석박물관, 1997, pp..10~21.
황재기외 5인, 지리부도, 교학사, 1995, p.62.