10회 특집, 고생대 화석 올스타전
직운산층 친구들
브런치북 화석탐사 연재가 10회를 맞이했습니다. 그래서 오늘은 제가 가장 좋아하는 고생대 직운산층 화석 올스타전을 준비했습니다.
태백과 영월 일대에는 고생대 오르도비스기인 약 4억 6천만 년 전에 형성된 직운산층이 동서방향으로 띠처럼 길게 분포합니다. 흑색 셰일과 석회암이 번갈아 쌓인 직운산층에서는 당시에 번성했던 표준화석인 삼엽충을 비롯해 완족류, 두족류, 필석류 등 다양한 고생물의 화석들이 다량으로 산출됩니다. 직운산층이 노출된 여러 화석 산지가 있지만 그중 영월의 세송계곡이라는 곳이 비교적 잘 알려져 있죠. 제가 처음 삼엽충을 만난 곳이기도 합니다.
그 세송계곡을 가기 위해 일찌감치 길을 나섰습니다. 그런데 영월로 향하는 도중에 짙은 안개가 끼기 시작했습니다. 급기야 가시거리가 10m 도 채 안될 만큼 안개가 심해져 태백의 어느 철길 건널목 앞에 잠시 차를 멈춰 세우고 안개가 걷히기를 기다렸습니다. 철로 위에 짙게 내려앉은 안개 너머에서는 금세 뭐라도 갑툭튀 할 듯한 분위기네요. 영화 '미스트'와 '사일런트 힐'의 으스스한 장면이 오버랩되었습니다.
거북이 주행으로 태백을 벗어나 영월로 넘어가니 언제 그랬냐는 듯 안개가 말끔히 걷혔습니다. 여기는 일제시대부터 산업화시대까지 텅스텐의 원료인 중석을 채굴해 호황을 누렸던 영월 상동입니다. 70~80년대에는 이 작은 마을에 수만 명이 살고 있었고 인근 대한중석에서 생산되는 텅스텐이 한때는 우리나라 전체 수출액의 60%를 차지했다고 하죠.
그러나 시대가 변하면서 값싼 중국산 중석에 밀려 채산성이 악화되었고 1992년 대한중석은 문을 닫았습니다. 이후로 대부분의 사람들이 떠난 후 오래전 영화(榮華)는 화석처럼 흔적만 남은 채 빈 집들만 을씨년스럽게 남아버렸습니다. 사람들이 별로 없어 생활하수가 얼마 되지 않을 것 같은 하천이지만 물색이 꽤 탁합니다. 아마도 인근 폐광에서 흘러나온 오염수 때문이겠죠.
그런데 이 역사 깊은 상동광산은 2016년, 캐나다 회사인 '알몬티'가 인수를 해 최근 채굴을 재개했습니다. 미래를 내다보지 못한 우리나라가 채굴권과 지분 모두를 헐값에 매각했는데, 최근 텅스텐 가격이 급등해 그 잠재 가치는 120조 원에 이른다고 하죠. 참으로 한심합니다.
상동마을에는 요새나 벙커를 연상케 하는 원형의 특이한 건물이 하나 있습니다. 이것은 일제시대에 지어진 선광장으로 70~80년대엔 주점, 가정집, 노래방으로도 사용되었다고 하나 지금은 아무도 살지 않는 것 같습니다. 이 매력적인 건물을 매입해 어떻게든 멋지게 활용하고 싶은데 여기서 뭘 해 먹고살지 답이 안 나오네요.
패스~(사실 돈도 없음)
대한중석으로 들어가는 갈림길에 있는 '꼴두바위'와 서낭당의 전경입니다. 특이하거나 수려한 바위엔 으레 전해오는 설화 하나쯤 있기 마련이죠.
당연히 이 꼴두바위에도 전설이 있습니다.
옛날, 주막을 하며 살던 며느리가 있었는데 자식이 없어 시어머니에게 늘 구박을 당했습니다. 이에 며느리가 도승을 찾아가 하소연하니 도승은 모처에서 백일 간 정성껏 기도를 하면, 자식을 얻을 수 있으나 대신에 몹시 가난하게 될 것이라고 했습니다. 돈보다는 자식을 간절히 원했던 며느리가 정성 어린 기도를 시작하자 못된 시어머니는 우디르급으로 태세를 전환해, 가난하게 된다는 데도 자식이 중하냐며 며느리를 더욱 심하게 괴롭히기 시작했다고 합니다. 결국 시어머니의 모진 학대를 이기지 못한 며느리는 죽어서 꼴두바위가 되었다고 합니다.
이러한 전설 때문인지 지자체에서 돈을 들여 번듯한 서낭당과 며느리 동상을 만들어 세워 놓았습니다. 그런데 주민은 물론 관광객도 거의 없는 곳인데 굳이 이런데까지 아까운 세금을 써야 하는지 의문이네요.
지나가는 길에 폐광 갱도가 보입니다. 개인적으로 지난번 신라 무덤도 그렇고, 이런 동굴을 볼 때마다 호기심이 발동해 그 안이 궁금해 견딜 수가 없네요. 아마 이것도 일종의 정신병인 듯합니다.
갈 길이 바쁘지만 차에서 내려 문 틈으로 안을 들여다보았습니다. 동굴 입구는 생각보다 크고 넓었으며 오른쪽 한 편에 쌓여있는 나무상자에는 원기둥 형태의 시추 코어가 잔뜩 담겨있습니다. 아마 동굴 곳곳을 시추해 조사를 했지만 결과가 신통치 못해 이처럼 방치된 듯 보입니다.
여러 잡구경을 거치고 세송계곡에 도착하니 낯익은 회색의 막골층이 입구부터 마중을 나와있었습니다. 막골층은 직운산층보다 더 오래전에 만들어진 고생대 지층입니다. 삼엽충은 거의 없으며 주로 코노돈트 화석이 발견됩니다.
전에도 소개했듯 이 계곡은 폐광지역에서 흔히 볼 수 있는 갱내수 유출 문제를 안고 있습니다. 알루미늄에 오염된 하천은 흰색의 침전물이 쌓이는데 얼핏 봐도 상태가 심각해 보입니다.
하얀 계곡을 지나 철과 황산이온으로 오염된 붉은 계곡을 거슬러 오릅니다.
세송계곡 상류를 따라 북쪽에는 오래전 운영되던 강동탄광이 있었습니다. 때문에 하천을 따라 걷다 보면 검은색의 탄석이 종종 굴러다니는데 이를 자세히 관찰해 보면 고생대 석탄기의 식물 화석을 볼 수 있습니다.
설렁설렁 등산을 하며 이런저런 구경을 하다 보니 어느덧 화석산지에 도착했습니다. 예전에 초입에 있던 큰 전석이 잘게 쪼개져있는 것을 보니 절로 탄성이 나옵니다.
'누구인지는 몰라도 대단한 힘과 끈기, 연장질 솜씨를 가진 사람이로다!'
쪼개진 돌 위에 파편상의 화석들이 보입니다.
아래에서 올려다본 화석 산지의 전경입니다. 그런데 볼 때마다 전석의 크기가 계속 작아지는 것 같습니다. 하긴 많은 사람들이 찾아와 두들기고 들춰보는 곳이니 당연할 테지요. 기분 탓이 아니고~
옆에서 본 모습입니다. 경사가 상당히 가파르기 때문에 낙석이나 넘어짐 등으로 인한 안전사고가 일어나지 않도록 주의해야 합니다.
자연적이든 인위적이든 시간이 지날수록 상부 쪽 지층이 점점 무너지고, 그 아래엔 이처럼 수많은 전석들이 계속 쌓이게 됩니다. 그 전석을 이리저리 들춰보기만 하면 됩니다. 참 쉽죠~
비교적 선명한 '바실리엘라 티피칼리스(Basiliella typicalis)'의 미부 화석입니다. 초보자는 특히 위험하고 힘들게 돌을 깰 필요가 없습니다. 조금 전 이야기했듯 무수히 쌓여있는 전석만 들춰봐도 많은 화석들을 관찰할 수 있습니다.
<표> 제64회 전국과학전람회 출품작 「직운산층 삼엽충 화석 탐구」직운산층에서는 아주 오래전 여러 종류의 삼엽충 화석이 보고되었는데 이는 고바야시에 의해서였습니다. 이전의 글에서도 고바야시라는 인물을 몇 번 언급했는데 그게 누구냐고 물으신다면 대답해 드리는 게 인지상정이죠.
화석계의 감초, 우리나라 화석사에 큰 족적을 남긴 학자 '테이이치 고바야시 (Teiichi Kobayashi, 小林貞一, 1901~1996)' 동경대 교수입니다. 그는 1934년에 직운산층 삼엽충을 연구하여 '7속 15종, 1속 1종의 변종'을 처음으로 기재하였습니다. 혹자는 그가 일본인이라는 이유로 '자원 수탈을 위해 연구를 한 것이다.', '왜 일본인이 우리나라 화석을 연구하는가?'라고 비난을 하지만, 당시 우리나라는 일본 땅이었습니다. 이는 부인할 수 없는 사실입니다. 당시 일본인 입장에서는 조선이 남의 나라가 아니라 자기 나라였을 것입니다. 그리고 영원히 자기 나라일 걸로 생각했겠죠.
그는 순수하게 학자로서의 호기심과 열정으로 전국의 험한 화석산지를 돌아다니며 화석을 연구했습니다. 그의 수백 쪽이 넘는 여러 편의 방대한 영어 논문을 한 번이라도 제대로 보았다면, 쉽게 폄하하지는 못할 것입니다.
우리나라 고생물학과 화석 연구를 수십 년 앞당긴 인물로서, 개인적으로는 존경받아 마땅하다 생각합니다.
이후 국내의 다른 학자들의 후속 연구에서는 '3속 13종'이 되기도 '4속 7종'이 되기도 했습니다. 그러던 것이 비교적 최근이라 할 수 있는 1992년, 이동찬, 최덕근 교수의 논문 「직운산층 삼엽충에 대한 분류학적인 재평가」에서 '3속 4종'으로 재정립되어 지금에 이르고 있습니다. 즉 직운산층에서 산출되는 삼엽충 화석은 모두 4종으로 압축된 셈입니다.
그런데 생각해 보면, 재미있는 점은 연구를 거듭할수록 종이 늘어가는 게 아니라 더 줄어든다는 것입니다. 이는 탈피를 거듭하며 성장하는 삼엽충의 특성상, 같은 종이라도 성장 시기에 따라 다양한 형태를 가지기 때문에 동일한 종을 다른 종으로 오인했기 때문이죠.
과학은 열린 학문이기에 앞으로의 연구에 따라 새로운 종이 추가로 기재될 수도, 기존의 다른 종으로 평가받던 종이 같은 종으로 통합될 수도 있을 것입니다.
'바실리엘라 속(Basiliella sp.)'의 미부와 흉부입니다. 탈피를 거듭하면서 성장하는 삼엽충 특성상, 탈피를 하다가 실패해 무지개다리를 건너는 친구들이 많습니다.
'돌레로바실리쿠스 요쿠센시스(Dolerobasilicus yokusensis)'의 미부입니다. 주름이 많이 보이죠? 번데기 앞에서 주름을 잡을 자격이 있는 친구입니다.
역시 돌레로바실리쿠스 요쿠센시스의 미부입니다. 수십 개의 주름이 깊게 새겨져 있습니다.
왼쪽에서 두 번째만 바실리엘라 티피칼리스의 미부이며 나머지는 모두 돌레로바실리쿠스 요쿠센시스의 미부입니다. 자세히 관찰하시면 그 차이를 구분하실 수 있습니다.
순간 화석인 줄 알고 깜짝 놀랐던 현생 대벌레입니다. 따뜻하게 데워진 돌 위에 올라가 꼼짝도 하지 않은 채 일광욕을 즐기고 있네요. 유튜브에 보니 대벌레가 그렇게 맛이 있다던데... 하지만 전 이제 곤충 간식은 끊었습니다.
조금 오른쪽으로 시선을 옮겨보면 직운산층 상부에 정합으로 놓인 두위봉층이 비스듬히 서있는 것을 볼 수 있습니다. 두위봉층은 직운산층보다 나중에 만들어진 지층입니다. 주로 복족류 화석과 코노돈트가 발견됩니다.
두위봉층 복족류 '라피스토마 카토아이(Raphistoma katoi)'떨어져 나온 두위봉층 전석입니다. 현생 골뱅이와 닮은 복족류가 보입니다. 막골층과 더불어 두위봉층은 주로 석회암이 주를 이루기에 염산을 한 두 방울 떨어뜨려 보면 부글부글 끓어오릅니다.
반면에 이암이 주를 이루는 직운산층 암석에는 염산이 전혀 반응을 하지 않습니다. 기다란 고깔 형태의 두족류 화석이 보입니다. 고대의 오징어라고 보시면 됩니다. 일정한 간격으로 격벽이 보이긴 하지만 육안으로 대충 보아서는 정확한 종을 동정하기 어렵습니다.
두족류 화석은 대개 연구실에서 종단면이 드러나도록 화석을 절단한 다음에 연마하여 격벽과 체관의 형태를 파악해야만 종을 알 수 있는 경우가 대부분이기 때문이죠.
두족류 화석을 절단 연마해 단면을 접사로 찍어 보았습니다. 칸막이 즉 격벽 구조가 보입니다. 또한 가운데 있는 체관의 모양도 확인할 수 있습니다.
직운산층에서 산출되는 대표적 복족류인 '로포스피라 파고다(Lophospira pagoda)'입니다. 높이 즉 각고는 약 1cm 정도인데 복족류 화석이 매우 흔한 두위봉층과 달리 직운산층에서는 복족류 화석이 드문 편입니다. 말도 못 하게 바다에 바글바글한 삼엽충 등쌀에 밀려 번성하지 못했던 것으로 추정합니다.
삼엽충이나 완족류, 복족류 보다도 훨씬 보기 어려운 의외의 화석을 만났습니다. 바로 고생대의 이매패 화석입니다. 이매패는 좌우 대칭 두 장의 패각을 가지고 있는, 즉 쉽게 말해 조개류라고 보시면 됩니다.
오늘날 너무도 흔한 조개지만. 고생대 오르도비스기 직운산층이 형성되던 시기에는 복족류와 더불어 번성하지 못하고 겨우 명맥만 유지했습니다.
1cm 남짓한 크기의 이 이매패는 '크테노돈타 니포니카 고바야시(Ctenodonta nipponica Kobayashi)'입니다. 여기서도 고바야시 교수의 이름이 또 나오죠?
마치 작은 톱날 같은 형태를 한 이 화석은 필석의 한 종류인 '디플로그랍투스 속(Diplograptus sp.)'의 가지 부분입니다. 붓을 닮았다고 해서 필석(筆石)이라는 이름이 붙었습니다.
필석의 전체적인 형태는 대략 이와 같이 생겼는데 톱날 같은 가지 부분이 단단해 주로 화석이 됩니다. 식물과 동물의 중간 형태처럼 보이나 엄연히 동물입니다.
직운산층에서 이매패보다 빈번하게 관찰되는 것이 완족류입니다. 완족류는 좌우 패각이 비대칭이고 팔과 같은 '육경'을 이용해 바위에 붙어사는 동물입니다. 완전히 멸종되지 않고 현재까지 살아남았습니다. 이 화석은 '라피네스퀴나 조센엔시스(Rafinesquina chosenensis)'로 크기는 대략 2~3cm 정도입니다. 방사상 무늬와 매우 촘촘한 세로상 무늬가 특징이죠. 완족류 오른쪽에는 격벽이 드러난 두족류 화석도 보입니다.
완족류와 삼엽충 미부 사이를 두 눈 크게 뜨고 잘 보면 마치 부채 같은 형태의 작은 화석이 보입니다.
이것은 라피네스퀴나 조센엔시스와 더불어 직운산층의 대표적인 완족류인 '오르티스 니포니카(Orthis nipponica)'인데 크기는 대략 1cm 이내로 작은 편입니다. 세로상의 무늬는 18개가량으로 적어 라피네스퀴나 조센엔시스와는 확연히 구별됩니다.
오르티스 니포니카가 일정한 방향성 없이 군집 상태로 뒤엉켜있는 모습입니다. 앞에서도 간단히 설명했지만, 두장의 패각이 비대칭성을 가지며 팔(육경)을 이용해 바위에 붙어사는 완족류는 조개류(이매패)와 외형적으로 언뜻 비슷해 보이지만 계통이 전혀 다른 종입니다.
고생대의 여러 생물을 소개했지만, 뭐니 뭐니 해도 고생대의 표준화석은 삼엽충입니다. 이제 본격적으로 삼엽충을 만나보도록 하겠습니다.
길고 두터운 볼침으로 미루어 '바실리엘라 가와사키아이(Basiliella kawasakii)' 혹은 '프티코피게 동점엔시스(Ptychopyge dongjeomensis)'로 추정되는 삼엽충의 모습입니다.
두부가 완전하지 않지만, 미부가 평평한 것으로 미루어 바실리엘라 티피칼리스로 추정됩니다.
어린아이 손바닥만한 바실리엘라 속(Basiliella sp.) 삼엽충으로 오른쪽을 덮고 있는 부분을 조심스럽게 제거하면 거의 완전한 형태가 드러날 듯합니다. 3속 4종의 삼엽충의 특징을 파악해 이를 구분해 보는 재미가 의외로 쏠쏠합니다.
완전한 형태의 바실리엘라 티피칼리스입니다. 완전한 형태의 삼엽충이라는 것은 가엾게도 산채로 묻혔다는 뜻이기도 합니다. 직운산층 삼엽충 3속 4종 가운데 가장 흔한 것이 바로 이 녀석으로 머리 쪽 볼침이 날카롭지 않아 다른 종과 가장 먼저 쉽게 구별됩니다.
역시 바실리엘라 속 삼엽충입니다.
머리 쪽을 덮고 있는 돌을 살짝 들어내 볼침을 확인한다면 볼침이 둥근 티피칼리스인지 뾰족한 가와사키아이인지를 명확히 구분할 수 있을 텐데요.
신선놀음에 도끼자루 썩는 줄 모른다고 화석 탐사에 푹 빠져 재미를 즐기다 보니 어느덧 해가 뉘엿뉘엿 뒷산으로 넘어가 산그림자가 길어지고 있다는 것을 미처 눈치채지 못했습니다. 깜짝 놀라 서둘러 떠날 채비를 했습니다.
오지 중의 오지이지만, 고생대의 다양한 친구들을 만날 수 있는 곳!
그래서 더욱 비밀스럽고 사랑스럽기까지 한 세송계곡 화석 산지입니다.
지금까지 고생대 오르도비스기 직운산층 화석 올스타전이었습니다.
