표준화석, 시상화석과 화석이 되는 과정

화석이 되는 과정

화석의 조건과 여러 종류

구체적으로 화석을 살펴보기 전에 또 하나 알아둘 것은 화석이 어떻게 만들어지느냐이다. 화석은 주로 죽은 생물체가 다른 생물에 의하여 먹히거나 분해되지 않은 채 신속하게 점토질의 진흙이나 모래 등지에 묻혀야만 한다. 그러기 위해서는 몇몇 특수한 조건들이 있어야만 한다.

첫째, 우선 죽은 생물이 곧바로 모래나 진흙 속에 파묻혀야 한다. 주로 바다와 호수 밑바닥이 화석이 될 수 있는 좋은 환경이다. 그래서 사실 바다 생물이 화석으로 더 많이 남아 있기도 하다. 그러나 사막과 스텝 지역도 화석이 되기에 좋은 환경이다.

둘째, 사체가 거의 부패되지 않은 상태에서 서서히 광물질 성분으로 바뀌어야 한다. 단단한 껍질이나 골격이 생성된 생물체가 화석으로 많이 남아 있는 것은 부패가 잘 안 되어 화석이 되기에 유리하기 때문이다.

그리고 셋째로는 화석이 된 뒤 오랜 세월 동안 땅 속에 그대로 있기 위해서는 그 부분에 지각변동이 일어나지 않아야 한다. 퇴적지층에 화석이 많이 발견되는 것은 이 때문이다.

생명체가 죽은 바로 그 자리에서 화석이 되는 경우는 거의 없다. 강물에 떠내려가다 어느 곳에 가라앉아 그 위에 진흙이 쌓여 화석이 되기도 하고, 바다로 흘러가 가라앉아 화석이 되기도 한다. 그러나 화산이 폭발하여 갑자기 용암 속에 갇혀 화석이 되기도 하고, 얼음구덩이에 생명체가 빠져 냉동된 상태로 화석이 되는 경우도 있다. 또 석유가 지상에 노출되어 휘발하고 남은 상태, 즉 아스팔트에 빠져 화석이 된 경우도 종종 발견된다. 미국 로스앤젤레스 시내에 있는 라 브레아 타르 피트는 매머드와 나무늘보, 늑대, 독수리 등이 잘 보존되어 있다고 한다.

스티븐 스필버그의 영화 <주라기 공원>에서 과학자들이 공룡을 부활시킨 방법은 화석에 의해서이다. 호박 속에서 화석이 된 모기로부터 공룡의 유전자를 찾아내어 마침내 공룡을 탄생시킨 것이다. 그 모기는 공룡의 피를 빨아 먹은 채 화석이 되었던 것이다. 잠자리의 날개, 새우의 더듬이 등 섬세한 부분이 화석이 되기도 한다. 섬세한 부분까지 화석으로 남은 것은 그 생명체가 갑작스럽게 매몰되었기 때문이다.

동물의 경우에는 주로 뼈처럼 단단한 부분이 화석이 되는 반면 식물의 경우에는 대체로 식물 자체는 사라지고 그 흔적만 찍히는 경우가 많다. 마치 도장이 찍힌 것처럼 되는데 이를 인상(impression)이라고 한다. 이 인상이 어떻게 찍혔느냐에 따라 몰드(mold)와 캐스트(cast)로 구분한다. 생물체의 뼈나 껍데기가 녹아서 없어지면 그 공간이 생기는데 이 공간에 생물체의 외부와 내부 형태가 찍혀 보존된 것이 몰드이다. 그리고 그 몰드에 다른 물질이 채워져 원래의 생명체와 비슷한 모양을 만들어내는데 이를 캐스트라고 한다.

생물이 살아 있을 때의 환경을 비교적 알기 쉽게 해주는 화석도 있는데 예를 들면 공룡이나 새의 발자국, 벌레가 기었던 자국 등이 화석이 된 경우이다. 이러한 흔적들은 당시 그 화석의 주인공이 어떻게 생활하였는지의 한 단면을 추측하게 해준다. 또한 동물의 배설물이 화석으로 남아 있기도 하다. 그 화석을 분석해보면 화석의 주인공이 어떤 종류의 먹이를 먹었는지, 그리고 육식동물인지 채식동물인지를 알 수 있게 해주는 중요한 단서가 된다. 어떤 경우는 주거나 피난 또는 휴식을 위하여 만든 구덩이가 화석으로 남기도 한다. 이렇게 당시 생물의 흔적을 알 수 있게 해주는 화석들을 특별히 ‘생흔(生痕)화석’이라고 한다.

지구의 환경은 수없이 변화되어왔다. 대륙이 모이고 갈라졌고, 빙하기가 되풀이되었으며, 혜성 충돌 등도 있었을 것이다. 그러는 동안 생물은 수도 없이 생겨났다가 멸종되기를 반복하였다. 46억년이란 지구의 나이에 비하면 비교적 오래 전이 아닌 2억 5천만년 전의 공룡들은 모두 멸종하였다. 그러나 아직도 수억 년 전부터 모질게 그 생명을 이어오고 있는 생명체들이 남아 있으니 이러한 것들을 ‘살아 있는 화석’이라고 부른다. 그중 유명한 것이 실러캔스(Coelacanth)다. 고생대에 나타났던 폐어, 은행나무, 바퀴벌레도 3억년 이상된 살아 있는 화석이다.

화석은 죽은 생물체가 돌이 된 것으로 여러 가지 까다로운 조건을 맞춰야만 화석이 될 수 있다. 마치 냉동고에 있었던 것처럼 완벽히 보존되었던 새끼 매머드를 발굴하는 장면이다. (1977년 시베리아)

표준 화석

화석의 종류에는 어느 지층에서나 나오는 것과 특별한 지층 속에서만 발견되는 것이 있다. 특별한 지층 속의 화석은 화석의 생물이 그 지층이 만들어졌던 시기에만 살아 있었다는 것을 말해 준다. 이러한 화석을 표준 화석이라고 한다.
지층의 생성 연대는 표준 화석을 보고 짐작하는 때가 많다. 고생대의 삼엽충·필석류·푸줄리나, 중생대의 암모나이트·공룡, 신생대의 화폐석·매머드 등이 표준 화석의 좋은 예이다. 표준 화석을 지질 시대의 시계라고 부르기도 한다.
표준화석은 생물의 생존 기간이 짧았던 것일수록 지층이 생성된 시기를 정확하게 알 수 있어서 좋다. 또, 표준 화석은 되도록 넓은 지역에 퍼져 있으면서 많은 양이 나올수록 좋다. 그것은 표준 화석을 이용하여 서로 다른 지역의 지층을 연구, 비교하기가 편리하기 때문이다.

시상 화석

생물은 제각기 주변 환경에 적응하면서 살아가고 있다. 생물의 종류에는 환경의 변화에 대단히 민감하여 환경이 바뀌면 살아가지 못하는 것들도 있다. 이러한 생물이 화석으로 나타나면 지층이 만들어졌던 당시의 환경을 어느 정도까지는 짐작하게 된다.
이렇듯 지층이 형성될 당시의 기후, 수륙 분포, 지형, 수심 등 환경의 상태를 알려 주는 화석을 시상화석이라고 한다. 산호 화석이 들어 있는 지층은 원래 열대나 아열대 바다였다는 것을 뜻한다. 나이테가 있는 규화목이 발견되면 계절이 변화했음을, 고사리 화석이 나타나면 온난 습윤한 육지였음을 알 수 있다.

화석의 분류

화석은 그 크기에 따라 몇 가지로 구분된다.
맨눈으로 볼 수 있는 크기의 화석은 거화석이라고 한다. 그리고 현미경을 이용해야 구별할 수 있는 것은 미화석이라고 한다. 미화석에는 유공충·방산충·꽃가루·코노톤트 따위의 화석이 있다. 초미화석은 전자 현미경으로 보아야 구별이 되는 화석이다. 박테리아·코콜리스 등의 화석이 이에 해당된다.

 

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