지층과 화석

우리가 산이나 바닷가에 가보면 암석이 여러 층을 이루며 쌓여있는 것을 보게 됩니다. 여기에 동물이나 식물이 보존된 흔적이 남아있기도 합니다. 층을 이루는 암석은 어떤 곳에서 만들어진 것인지 지층 속에 남아있는 생물의 흔적인 화석은 어떻게 만들어지는지 알아보겠습니다.

 

지층

산이나 바닷가에 암석이 무지개떡 혹은 여러 겹의 샌드위치처럼 층층이 쌓여 있는 것을 볼 수 있습니다. 수평으로 켜켜이 쌓여있기도 하고 비스듬한 형태로 쌓여 있는 것을 볼 수도 있습니다. 모두 하나로 연결된 것이 아니라 암석 층이 휘어져 있거나 이동하여 끊어진 부분이 보이기도 합니다. 암석이란 자연의 고체 알갱이들이 모여 굳은 덩어리를 말하는데 이러한 암석이 층으로 쌓여 마치 줄무늬가 있는 것처럼 보이는 것이 지층입니다.

 

지층을 자세히 관찰해 보면 크기가 비슷한 알갱이들이 모여져 있는 것을 확인할 수 있습니다. 물이 흙이나 모래, 자갈 등을 날라서 바닥에 쌓으면 쌓인 흙이나 모래, 자갈이 눌리면서 오랜 시간이 흐르면 단단하게 굳어지며 지층이 만들어집니다. 간단하게 실린더나 유리컵에 흙, 모래, 자갈을 차례대로 넣었다고 생각해 보면 먼저 만들어진 층이 맨 아래에 있고 줄무늬가 보이는 것을 상상할 수 있습니다.

 

출처: pixabay

▶ 퇴적암

 

물이 운반한 흙이나 모래, 자갈 등이 굳어 만들어진 암석이 퇴적암입니다. 흙이 굳어져 만들어진 암석을 이암, 모래가 굳어져 만들어진 암석을 사암이라 하며, 자갈, 모래, 흙이 섞여 퇴적물이 굳어져 만들어진 암석을 역암이라고 합니다. 따라서, 알갱이의 크기는 이암, 사암, 역암 순으로 크며, 촉감 역시 이암이 제일 부드럽고 사암은 거칠며 역암은 울퉁불퉁합니다.

 

▶ 퇴적암은 어떻게 만들어졌을까

 

퇴적암은 페트병을 잘라서 모래와 가는 자갈, 액체로 된 풀을 넣어 고르게 섞어 줍니다. 손으로 모래와 자갈 반죽을 눌러준 후 하루나 이틀 정도 그대로 굳힌 후 페트병에서 모래와 자갈 반죽을 빼주는 것을 생각해 볼 수 있습니다. 퇴적암이 만들어지는 과정은 암석, 바위, 자갈이 부서져 물로 운반되어 바닥에 퇴적이 되고, 그대로 쌓여서 눌려 단단해지게 되고 시간이 오래 지나면서 퇴적암이 되는 것입니다.

 

화석

화석은 지질 시대에 살았던 고생물의 유해나 흔적이 퇴적암에 보존되어 있는 것을 말합니다. 화석은 퇴적암 중에서도 셰일이나 석회암 등에 가장 많이 포함되어 있으며, 사암이나 역암은 다공질이어서 지하수의 용해 작용에 의해 없어지는 경우가 많습니다.

 

▶ 화석의 생성

 

생물의 유해가 빨리 매몰되어야 합니다. 생물체에 단단한 부분이 있을수록 좋고, 탄화, 치환, 용해 및 침전 작용 등 화석화에 필요한 작용을 받아야 합니다.

 

▶ 화석의 종류

 

화석을 이용하면 옛날 살았던 생물의 생김새를 알 수 있고, 어떤 환경이었는지 알 수 있으며 지질 시대를 결정하는데 도움을 줄 수 있습니다.

 

① 시상화석

 

고생물이 살던 당시의 기후나 수륙 분포 등의 환경을 알려주는 화석으로 생존 기간이 길고, 환경 변화에 민감하며, 분포 면적이 좁아야 합니다. 산호 화석은 먼 옛날 따뜻하고 염분이 높고 얕은 바닷속임을 알 수 있습니다. 고사리 화석은 온난 습윤한 육지임을 알 수 있습니다.

 

② 표준화석

 

지질 시대를 결정하거나 지층 대비 시 기준이 되는 화석으로, 생성 조건을 살펴보면 생존 기간이 짧고 분포 면적이 넓으며 개체수가 많아야 합니다. 단, 삼엽충처럼 생존기간이 비교적 길더라도 진화 속도가 빠르면 표준 화석이 될 수 있습니다.

고생대에는 삼엽충, 필석, 갑주어, 방추충 등이 있고, 중생대에는 공룡, 암모나이트, 시조새, 신생대에는 화폐석, 매머드로 지질시대를 알 수 있습니다.

 

③ 살아있는 화석

 

은행나무, 산호, 바퀴벌레 등고 같이 지질 시대부터 현재까지 생존하고 있는 생물을 살아있는 화석이라고 합니다.

 

출처: pixabay

지층의 대비

지층의 대비는 서로 멀리 떨어져 있는 지층들을 암상이나 화석 등을 비교함으로써 생성의 선후 관계 등을 밝히는 것을 말합니다.

 

▶ 암상에 의한 대비

 

암석의 성분, 조직, 색 등이나 지질 구조의 연속성 등으로 지층을 비교하게 됩니다. 응회암층, 석탄층, 빙퇴석층 등은 열쇠층이 됩니다. 드물게 발견되는 암석층이어서 암질이나 색깔 등이 특이하여 같은 시기에 생성되었음을 쉽게 알 수 있어 암상에 의한 지층 대비 시 기준으로 사용됩니다.

 

▶ 화석에 의한 대비

 

진화 계통이 잘 알려진 표준 화석을 이용해 지층을 비교하게 됩니다.

 

층층이 쌓인 지층과 그 암석 속에 있는 생물의 흔적인 화석이 어떻게 생성되는지와 화석으로 과연 무엇을 알 수 있는지에 대해 알아보았습니다. 지층은 오래된 것일수록 아래쪽에 있기 때문에, 지층 속에 들어있는 화석도 아래쪽에 있을수록 더 오래전에 만들어진 것임을 알 수 있고, 지층 속 화석과 지층을 이루고 있는 암석 알갱이의 종류를 비교함으로써 두 지층이 같은 시기에 만들어졌는지를 알 수 있게 됩니다.