지구에 살았던 생물의 역사, 화석

돌로 변한 생물, 화석

퇴적암 속에서 생물체와 비슷하게 생긴 돌로 된 물체를 발견할 수 있다. 화석이다.

화석은 생물체가
 돌로 변한 것이다

화석이 되는 과정을 아래 그림으로 살펴보자.

ⓒ http://purba-java-indo.blogspot.kr/2015/11/fossil-discoveries-living-fossil-and.html

보통의 경우는 다음과 같다.

1. 생물체가 죽어서 퇴적층에 묻힌다.

2. 생물체의 연한 부분은 썩고 분해된다.

3. 깊은 퇴적층 속에 단단한 부분이 묻혀있다.

4. 퇴적물이 퇴적암으로 변하는 동안에 생물체의 단단한 부분도 돌로 변한다.

화석을 통해서 과거에 어떤 생물이 살았는지 알 수 있다. 그 외에도 어떤 것을 알 수 있을까?

화석에서 나타나는 생물이 오늘날에도 살고 있는 경우도 있다. 이런 화석은 과거의 환경을 유추해낼 수 있다. 오늘날 살고 있는 환경과 그 생물이 살았던 과거의 환경이 같을 것이라는 가정에 의한 것이다. 예를 든다면 오늘날 산호는 따뜻한 지방의 바다에 서식한다. 산호 화석이 나타난다면 그 층이 생성된 곳의 환경도 그러하지 않았을까 생각할 수 있다.

한정된 시대의 지층에서만 나오는 화석도 있다. 이런 화석이 발견된다면 거꾸로 유추하여 그 층의 시대를 알 수 있다. 잘 알려진 삼엽충의 경우 형태적인 특징을 통하여 시대를 알아볼 수 있다. 공룡과 같은 거대 생물은 중생대에 살았고, 신생대 층에서는 나타나지 않는다. 암모나이트는 고생대 데본기에 나타났고 중생대 백악기에 멸종하였으며, 주로 중생대에 번성하였다. 동전과 모양과 크기가 비슷한 화폐석은 신생대 층에서만 나타난다.

삼엽충

암모나이트

암모니아트 ⓒ 3dham.com

공룡

화폐석. 스페인 나바라

과학자들은
화석 연구를 통하여
지구의 역사를 밝힌다

어떤 종의 생물이 번성을 하다가 어느 층 이후로는 아예 나타나지 않는 경우에 그 종의 생물이 멸종을 한 것이다. 멸종의 원인은 다양하지만 주로 물리, 생물학적 환경 변화에 따른 서식지 파괴가 주요 원인이 된다. 이 대멸종 앞뒤로 큰 변화가 나타나고 이것을 기준으로 지질시대를 나누었다.

지질시대는 인간의 유적이나 문자 등으로 쓰인 역사시대에 상대하여 지구의 역사를 돌에 남겨진 흔적과 증거를 통해 알 수 있는 시대를 말한다. 생물상의 대번성과 대멸종을 토대로 선캄브리아 시대, 고생대, 중생대, 신생대로 크게 나눈다. 각 시대는 또 여러 개의 기로 나누어지는데 이 또한 생물상의 변화를 기초로 한다.

선캄브리아 시대는 지구의 탄생 때부터 5억 4천 2백만 년 전까지, 고생대는 5억 4천 2백만 년 전부터 2억 5천 백만 년 전까지, 중생대는 2억 5천 백만 년 전부터 6천 6백만 년 전까지, 신생대는 6천 6백만 년 전부터 오늘날까지다.

대멸종의 잘 아는 예는
 공룡의 경우다

중생대에 번성을 하던 공룡들이 6천 6백만 년 전을 기점으로 더 이상 나타나지 않는다. 공룡 이외에도 많은 종이 함께 멸종을 한 이 대멸종을 백악기-제3기 대멸종이라 하고 줄여서 K-T 사건이라 한다. 공룡의 멸종 원인으로 이야기되는 것 중 가장 유력한 것은 거대한 소행성이 지구에 떨어진 것으로 들고 있다.

이 주장은 중부 아메리카의 유카탄 반도의 해안가에 큰 운석 구덩이가 있음으로 증명된다. 그 지역에서의 암석 표본으로 연대를 측정하니 K-T 사건으로 여겨지는 때와 일치했다. K-T 사건으로 만들어진 지층을 K-T 경계층이라 하는데 K-T 경계층에서는 다른 암석에서 나타나는 양보다 훨씬 많은 비율의 이리듐(Ir)이 나온다. 이리듐은 지각에서는 매우 귀하거나 나타나지 않는 원소다. 그렇지만 소행성, 운석 등 우주에서 떨어진 물체에 많이 포함된 원소다. K-T 경계층에서 많이 나타나는 이리듐의 함량은 소행성이 지구에 떨어졌다는 설을 뒷받침한다.

소행성이 떨어지는 중생대 말의 상상도 ⓒ http://www.universetoday.com/36697/the-asteroid-that-killed-the-dinosaurs/

K-T 대멸종을 포함하여 화석 기록을 통해 알 수 있는 대멸종은 아래의 그림에서 알 수 있듯이 지구의 역사를 통틀어 5회나 진행되었다.

지구의 역사와 종(과)의 멸종 ⓒ http://www.zmescience.com/ecoloy/animals-ecology/mass-extinction-humans-14122014/

다음에 언젠가 지구에 큰 소행성이 떨어진다면 지금 가장 번성하고 있는 인간의 멸종이 미래의 화석에 새겨지지 않을까!