층서학

지질연령

-이름 안에 숨겨진 뜻은 무엇인가?

백악은 대개 흰색 내지 담황색을 띠는 연질의 석회암으로 주로 유공층이라는 작은 해서미생물의 껍질로 이루어져 있다. 유공층은 따뜻한 바닷물에서 잘 번식하는데, 죽은 껍질들이 모여서 지질시대를 통해 때때로는 엄청난 두께의 백악층을 형성하였다. 영국 남부와 프랑스 노르망디 사이의 도버해협에서 볼 수 있는 흰색 해안절벽은 그와 같은 백악층의 멋진 본보기이다.

19세기에 들어와서 유럽 지질학자들이 화석을 생존했던 순서대로 배열하기 시작하면서, 한 특정시대의 화석을 가지는 층이 발견될 수 있는 모식지들을 지정하였다. 오말리우스 달로이라는 벨기에 지질학자는 파리 분지의 함화석백악층을 모식 지의 하나로 선택하였다. 그는 당시의 방식대로 그 함화석백악층을 라틴어로 백악 혹은 글자 그대로 크레타 토양을 의미하는 Cretaceous 로 명명하였다.

백악기는 백악층이 퇴적된 시기를 뜻한다. 오늘날 우리는 백악기를 지구역사에서 공룡이 지구위에 군림했던 시기로 공룡의 시대라 한다. 백악기 말에 공룡은 갑자기 사라져 버린다.

백악기 뒤에는 제3기가 따르는데, 제3기는 지구역사를 단지 1,2,3,4 네 부분으로 나누었던 18세기의 잘못된 관행의 잔재가 남아있는 부분이다. 1기와 2기는 이미 사용되지 않지만 3기와 4기는 잔존하여 신생대의 두 기를 이루고 있다.

지도상에 층의 시대를 표시할 때 지질학자들은 이름을 축약해서 그 첫 글자를 사용한다. C는 C로 시작하는 것이 백악기 외에 다른 두 기, 즉 캠브리아기와 석탄기가 있으므로 혼돈될 수 있다. 이 혼돈을 피하기 위해 C는 석탄기, €는 캠브리아기, 그리고 독일어로 백악을 의미하는 kreide의 K를 백악기의 축약으로 각기 사용한다. 제3기는 T를 사용한다. 그래서 백악기와 제3기의 경계를 K/T경계라 한다. K/T경계와 같은 과학적 축약 표기는 이제 일반화되어 일반잡지, 신문, TV, 라디오에서도 사용되고 있다. 아직 확실한 증거는 없지만, 아마 그랬을 것으로 여겨지는 거대한 운석의 충돌로 공룡이 멸종되어 공룡화석이 K/T경계 위에서는 찾아볼 수 없다는 이론이 과학적 축약표기의 일반화를 야기한 것이다.

 

층서학

지질학자가 연구해야 하는 역사적인 정보는 주로 지구의 표면에 드러난 노두나 시추에 의해 뚫어진 층을 이룬 암석의 형태로 나타난다. 콜로라도강이 지각의 단면을 2km 가까이나 깎아내 드러내고 있는 그랜드 캐년(그림8.1A)의 상반을 조사해 보면 수평에 가까운 수많은 층들을 볼 수 있다. 이 층들은 얕은 바다의 바닥 위에 쌓인 다른 퇴적물의 위에 쌓인 것으로 과거 어느 때 바닷물이 빠져나가면서 육지위에 남겨진 것이다. 이런 암석들은 당시 지표면이나 지표면 부근의 황경에 대한 중요한 실마리를 지니고 있다. 그 층들의 생성순서나 상대 연령은 지구 역사를 적지 않은 부분을 복원하는데 기초가 된다.

층에 대한 연구 분야를 층서학이라 한다. 층서의 원리와 암석층들의 상대 연령에 대한 지식은 많은 일반 지질학의 기본 원리를 깨달을 수 있게 해 준다. 직접적이고 간단하지만 매우 설득력이 있는 두 가지의 법칙이 층서학의 기본이 되는, 지층 수평의 원리와 지층 누중의 원리가 곧 그것이다.

 

-지층의 수평 원리

대부분의 퇴적암은 비교적 얕은 수심의 호수나 바다의 바닥에 쌓인다. 이런 환경에서 각각의 새로운 층은 먼저 쌓인 층위에 수평으로 쌓인다. 이런 관찰은 지층 수평의 원리에 부합되는 것으로, 이 원리는 물속에 가라앉은 퇴적물들은 수평, 또는 수평에 가깝게, 그리고 지표에 평행하거나 평행에 가깝게 쌓인다는 것이다. 이러한 일반적인 관점에서 볼 때 지금 경사져 있거나, 심지어 뒤틀어지고 습곡 된 암석층들은 이 층들이 수평 위치에서 퇴적된 이후 교란되었다고 볼 수 있다.

 

-지층 누중의 원리와 지층의 상대연령

추운 겨울이 끝나갈 무렵에는 다져지고 더럽고 오래된 눈의 층들이 최근의 폭설 기간에 내린 신선하고 푸석푸석하고 깨끗한 눈에 의해 덮여 있는 것을 자주 볼 수 있을 것이다. 여기에 한 층이 다른 층 윙에 순차적으로 퇴적된 층의 개념이 있다. 여기에 언급된 간단한 원리는 퇴적물과 퇴적암의 층에 똑같이 적용된다. 지층 누중의 원리로 알려진 이 원리는 어떠한 일련의 퇴적층에서도 층은 아래에서 위의 순서로 쌓인다는 것이다. 그러므로 어떤 두 층의 상대적인 나이는 어떤 층이 다른 층의 위에, 또는 아래에 놓여 있는 가에 따라 결정된다. 그림 8.1A와 8.1B는 지층 누중의 우너리의 예를 보여주는데, 그랜드 캐년의 정상에 있는 수평층들은 그 아래에 있는 수평층보다 젊다.

지층 누중의 원리는 매우 신중히 적용 되어야 한다. 층이 경사지고 뒤틀려 있는 예를 보여 주는 그림 8.2를 보자. 이러한 층의 경사나 뒤틀림 현상들은 대륙들이 충돌할 때 일어나는데, 그 정도가 심하면 가끔 오래된 층이 젊은 층의 위를 엎어서 역전될 수 있다. 역전된 층에서 관찰할 때 역전을 잘 인식하지 못하고 상대적 퇴적 시점만으로 판단을 내릴 경우 잘못된 결론이 나오는 것은 틀림없다. 연흔, 점이 층이, 사층리와 같은 제6장에서 토의된 증거들은 층들이 원래 방향대로 놓여 있는가 또는 역전되어 있는가를 판단하는데 이용될 수 있다.

-층서 기록에서의 단절

라이엘과 다른 19세기의 지질학자들은 층서 기록들을 이용하면 절대연령을 결정할 수 있을 거라고 생각했었다. 만약 누군가 바다에서의 퇴적 속도를 측정한다면, 또한 모든 층의 두께가 얼마나 되는지 결정한다면, 층서 기록의 모든 퇴적물들이 쌓이는데 얼마나 시간이 걸렸는지 그 계산이 가능할 것이다. 그 방법이 정당화되기 위해서는 다음 두 가지의 가정이 보정되어야 할 것이다. 먼저 퇴적속도는 지질 시간을 통하여 일정해야 하고, 다음으로는 모든 층은 단절 없이, 층마다 차곡차곡 쌓이는 것을 의미하는 정합관계이어야 한다는 가정들이다. 다른 말로, 침식이나 무퇴적 때문에 층서 기록에 어떠한 시간적인 단절도 있어서는 안 된다는 것이다. 지질 시간이 수억년이라는 계산이 나왔지만 이 계산은 위에서 설명한 두 가정이 모두 맞지 않으므로 틀린다. 오늘날 관찰되는 것처럼 퇴적속도는 지구상의 장소에 따라 큰 차이가 있으며, 한 지역에서도 지질 시간을 통하여 퇴적속도가 크게 변화해 왔다는 사실을 암시하는 많은 증거들이 있기 때문에 첫 번째 가정은 틀린다. 더욱 중요한 두 번째 가정 역시 퇴적 작용은 침식기나 무퇴적기를 만들어내는 해수면의 와 구조 작용과 같은 큰 환경 변화에 의해 주기적으로 중단되었다는 점에서 틀린다. 퇴적이 중단된 기간이 얼마나 길었는지 알 수는 없지만 죄적 기록 속에는 수 없이 많은 이런 단절들이 발견된다. 침식작용은 어느 정도의 퇴적기록을 파괴하기 때문에 보존된 부분은 필연적으로 불완전하며, 때로는 짧고 때로는 아주 긴, 지질 시간의 간격이 퇴적의 기록이 없는 불연속면으로 나타난다.

부정합은 어떤 연속적인 지층의 층서에서 실제로 나타나는 중단 또는 공백이다. 부정합은 상당한 시간 동안 퇴적을 중단시키는 환경 조건의 변화, 또는 이미 만들어진 퇴적 기록의 일부분을 잃게 만드는 침식에 의한 변화 가운데 하나 또는 두 가지의 변화 모두를 기록하고 있다.

 

-부정합의 종류

세 가지의 중요한 부정합이 퇴적암에서 발견된다(그림8.3). 가장 명백한 것은 오래된 층과 젊은 층 사이에 경사를 가진 불연속면으로 나타나는 경사부정합이다. 이것은 그림 8.3에서 (2)로 표시되어 있다. 경사 부정합은 오래된 층이 변형을 받은 후 새로운 층이 퇴적되기 전에 침식을 받아 깎여 나간 것을 의미한다. 허튼이 관찰한 시카 포인트의 노두(그림1.3)도 명백한 경사부정합이다. 두 번째 종류의 부정합은 평행부정합이다. 이것은 두 개의 평행한 층 사이의 불규칙한 침식면이다. 그림8.3의 (3)으로 표시된 면이 평행부정합이다. 평행 부정합 또한 퇴적의 중지와 부가적인 침식이 있었음을 지시하나, 경사져 있지는 않다. 평행부정합은 상･하의 층들이 서로 평행하기 때문에 인식이 어려울 수 있다. 평행부정합의 존재는 흔히 인접한 상･하의 층들에서 시대가 매우 다른 화석들이 알려짐으로써 발견된다.

그림8.3에서 (1)로 표시된 세 번째 종류의 부정합은 층이 화성암이나 변성암체 위에 놓여있는 난정합이다.

세 종류의 부정합은 그림 8.4에서 볼 수 있는 것처럼 그랜드 캐년에서 볼 수 있다. 퇴적 단면의 바닥 부분은 난정합을 보이고 있으며, 이보다 조금 더 올라가면 명백한 경사부정합이 나타나고, 더 높이 올라가면 세 개의 평행부정합이 있다. 몇 개의 같은 부정합은 그림 8.1A, 8.1B에서도 볼 수 있다. 부정합들을 찾아낼 수 있는지 살펴보자

 

-부정합의 중요성

부정합의 연구는 구조활동, 침식작용, 그리고 퇴적작용이 사이의 밀접한 상호관계를 보여준다. 지구상의 모든 지표는 잠재적 부정합면이라고 할 수 있다. 현존하는 지표의 일부는 침식을 받아 깎여 없어질 것이나, 다른 일부의 지표 위에는 퇴적물이 쌓여 현재의 지형기록으로 보존될 것이다. 예를 들면, 판구조운동에 의해 융기된 스위스의 알프스는 바른 속도로 침식되어 깎여 나가고 있다. 동시에 침식된 물질은 하천을 따라 운반되어 지중해에 쌓인다. 지중해의 바닥은 한때 마른 육지였으나 구조운동의 힘이 알프스를 융기시켰듯이, 구조적인 힘에 의해 침강된 것이다. 여기에서 부정합면은 강에 의해 운반된 젊은 퇴적층과 위로 퇴적물들이 쌓이고 있는 바다 바닥의 오래된 암석을 나눈다. 이런 의미에서 한 장소의 퇴적은 다른 곳에서의 침식을 보상한다. 지각의 암석 가운데 노출된 부정합의 많은 면들은 과거 육지표면이 구조운동에 의해서 융기되고 노출되어 침식된 증거이다. 침식면은 나중의 구조운동이 지표를 침강시킬 때 보존되며, 다시 퇴적물이 쌓이는 곳이 되는 것이다. 부정합은 지구의 긴 역사를 통하여 지구내적, 그리고 지구외적 과정사이에 상초작용이 진행되어 왔음을 입증한다.

 

층서구분

암석의 층 하나하나는 우리에게 지질학적 과거 어느 한 시기, 지구 한 부분의 물리적 그리고 생물학적 특징에 관해 이야기 해 줄 수 있다. 층들을 세어 본 사람은 누구라도 암석 기록은 마치 수천, 수만 권의 장서를 가진 거대한 도서관과 같은 것임을 금방 알게 될 것이다. 도서관과 마찬가지로, 암석 기록은 복잡한 분류 시스템을 가지고 있다. 층서 구분에 사용되는 가장 중요한 분류 용어들을 여기에서 소개하겠다.

층서를 구분하기 위하여 서로 관련된 세 개의 개념들이 사용된다. 처음의 두 개념은 암석단위에 바탕을 두고 있으며, 세 번째 개념은 지질학적 시간의 간격에 관계된 다소 추상적인 것이다.

층서 구분에 쓰이는 첫 번째 단위는 상부 또는 하부의 단위층들과 다른, 그래서 뚜렷이 구분되는 암석의 단위이다. 암석층서 단위의 예는 그림8.5의 유타의 시온국립공원에 있는 나바호 사암에서 볼 수 있다. 눈에 잘 띄는 이 사암은 상부, 하부의 층과 금방 구분이 되며, 야외에서는 쉽게 지질도 상에 기재할 수 있다.

층은 암석층서의 기본 단위로 인접한 상하위의 단위층들의 집합체와 뚜렷하게 구분되며, 물리적 성질이 비슷한 단위층들의 집합체이다. 다라서 층은, 물리적 성질에 근거하여, 식별이 쉽고 넓은 지역에 걸쳐 지질도에 표시할 수 있는 연속적이고 암상이 균질한 암석단위이다. 나바호 사암은 하나의 층이다(각각의 층에는 이름이 주어지는데 북아메리카에서는 일반적으로 그 암석 단위가 가장 잘 노출된 곳 주위의 지명을 따른다).

층서 구분에 쓰이는 두 번째 단위는 지질학적 시간의 어느 특정한 간격 동안 형성된 모든 암석을 나타내는 단위이다. 각각의 시간-층서 단위에서 상부와 하부 경계는 어디에서는 같은 나이를 가진다.

하나의 층은 그 층의 물리적 특성만을 기초로 정의되며, 따라서 층의 상하부 경계는 인지할 만한 물리적 특성의 변화가 일어나는 곳에 위치한다. 그림8.6에서 보는 것처럼 한 층의 상하부 경계의 나이는 지역에 따라 다를 수 있다. 한편, 시간-층서 단위는 한 가지 이상의 암석 유형을 포함하며, 그 상하부 경계는 층의 경계와 반드시 일치할 이유는 없지만, 그림8.6에서 보여 주는 것처럼 각 시간-층서 단위의 상하부 경계의 나이는 어디에서든 똑같이 나타난다.

주된 시간-층서 단위는 계이다. 계는 충분히 큰 시간 간격을 나타내는 것으로, 이런 단위들이 세계적으로 통용될 수 있도록 선별된 것이다. 계의 이름은 주로 유럽에서 19세기 층의 연구 과정에서 명명되었는데, 흔히 지명에서 따온다. 오늘날 대부분의 계는 수천만년 정도의 절대 연령 간격을 나타내는 것으로 알려져 있다.

층서 구분에 사용된 마지막 단위는 시간-층서 단위 내에서 층이 만들어진 지질 시간 동안의 간격이다. 지질 시간의 단위는 시간-층서 단위가 가시적인데 반해 추론적이다. 주된 지질시간 단위는 기이다 기는 계는 형성된 시간의 기간이다.

지질기록은 불완전하며, 또 많은 부정합에 의하여 단절되어 있기 때문에, 어떤 주어진 지역은 지질 시간 기간 동안에 형성된 완전한 퇴적 기록을 가지고 있지 않는 경우도 많을 것이다(그림8.3). 그러나 많은 중단들은 다른 지역에 분포하는 단위층들을 함께 이어 맞춤으로써 연결시킬 수 있으며, 따라서 지구 역사의 보다 완전한 모습을 우리에게 보여줄 수 있는 것이다. 조각을 함께 맞추는 것은 대비를 의미한다.

 

암석 단위의 대비

윌리엄 스미스는 19세기 초 무렵에 활동했던 영국의 측지기사였다. 그의 직업은 그에게 지표면뿐만 아니라 그 밑에 놓인 암석 또한 관찰할 이상적인 지회를 제공해 주었다. 영국 서부에 새로운 운하를 건설하기 위한 측량 과정에서 그는 많은 퇴적층을 관찰했고, 곧 그 층들이, 그 자신을 표현한 것처럼, "버터 바른 빵 조각들 같이" 질서를 가진, 단조로운 층을 이루는 사실을 알았다.

그는 층의 순서와 각 층에 포함된 화석과 함께 각 층의 물리적 특징에 친숙해졌다. 그는 남부 영국 어디에서 수집한 것이든 퇴적암의 표품을 보기만 해도 그 표품이 어느 층에서 온 것인지 금방 알아보았으며, 물론 연속된 층들 내에서 그 층의 위치도 알 수 있게 되었다.

스미스는 그의 발견이 어떤 특별한 과학적 원리를 반영 한다고 믿지는 않았으며, 그 발견은 순전히 경험에 의해 얻은 것이었다. 그럼에도 불구하고, 스미스의 발견은 광범위한 지역으로 늘어나는, 퇴적암층의 대비에 효시가 되었다. 대비는 둘 또는 둘 이상의 다른 지역들에서 발견되는 층의 시간-층서적 시간의 동시성을 결정하는 것을 의미한다. 스미스는 물리적 유사성과 화석 내용이라는 두 기준을 사용하여 처음에는 몇 km 거리에 떨어져 있는 두 층, 그리고 나중에는 수십km 떨어진 층들을 대비시켰다.. 결국에는 화석이라는 수단 하나만으로도, 수백, 그리고 그 다음에는 수천km 떨어진 층들 사이의 대비가 가능해졌다.

대비의 중요한 역할이 두 개 있다. 하나는 어떤 조사 중인 지역 내에서 국지적으로 노출된 한 단위와 다른 단위 사이의 상대 연령을 결정하는 것이다. 그리고 나면, 그 단위들의 연령이 지질 시간을 나타내는 표준척, 즉 지질연대표의 어느 위치에 해당하는지를 찾아보아야 한다. 이 목적을 이루기 위해서 지질학자들은 다양한 물리적 생물학적 단서들을 사용하게 된다. ; 한 단서가 다른 단서에 비해 더 의존적이거나 정확하지는 않다.

층들이 연속해서 노출되는 것은 흔하지 않으므로, 우리는 흔히 공간적으로 멀리 떨어져 있는 노두들을 대비하는 데 어려움을 겪는다. 하나의 단위층, 또는 심지어 하나의 층도 변형되고 침식을 받아 그 일부만이 남을 수 있을 것이다. 우리가 이러한, 부분적으로 남아있는 층의 노두들을 대비하기 위해서는 퇴적물의 입도, 암석의 색상과 퇴적구조, 그리고 그 단위를 다른 단위와 구별시키는 암석의 특징들이 사용된다. 경우에 따라서는 아주 다른 층들이 거의 동일한 것처럼 보일 수도 있으므로 대비에는 면밀한 주의가 필요하다. 예를 들면, 그림 8.5에서 보여주는 시온국립공원의 나바호사암층은 120km남쪽에 있는 그랜드 캐년(그림8.1B)의 코코니노 사암층과 매우 유사하다. 그러나 물리적인 단서들을 바탕으로 한 이들 두 층의 대비는 맞지 않는데, 이것은 면밀한 지질조사 결과 나바호 사암층은 코코니노 사암층보다 층서 단면에서 훨씬 상부에 위치하고 있다는 사실이 밝혀졌기 때문이다.

특징있는, 그래서 다른 어떤 층과도 쉽게 불간되어 혼동되지 않는 어떤 두께가 얇고 흔히 광범위하게 분포되는 단위층을 열쇠층이라 한다. 이런 층들은 규모가 큰 암석의 단면들을 대비할 때 매우 유용하다. 화산활동이 있는 지역에서 쌓인 화산재층은 그림 8.7에서 보여주듯 지역간 대비에 있어서 두드러진 열쇠층 역할을 할 수 있다.

우리는 어떤 단위층에 포함된 그 층을 식별하고 층의 나이를 밝히는데 쓰일 수 있는 화석을 표준화석이라고 부른다. 어떤 표준화석이 이 목적에 가장 유용하게 사용되기 위해서는 흔히 발견디며, 광범위한 지리적 분포를 가져야 하고, 매우 제한된 시간 범위를 갖는 것이어야만 한다. 표준화석의 가장 좋은 예는 빠른 형태적 진화를 한, 짧은 시간 동안 광범위한 지역에 퍼진 유영성 또는 부유성 생물들이다(그림8.8). 한 노두에서 특징 있는 표준화석이 하나 인식되면 신속하고 신뢰할 수 있는 대비가 가능해 진다(그림8.9). 일부 속과 종은 멀리 떨어진 지역간의, 심지어는 대륙간의 광역대비를 가능하게 하며, 더욱 흔한 경우로서, 정밀한 연대측정과 대비에는 가능한 다양한 종의 화석군을 사용하고 있다.

 

지질주상도와 지질연대표

19세기 지질학자들이 거둔 가장 큰 성과의 하나는 층서 대비를 통하여 시간-층서는 지구상의 모든 대륙에서 공통적임을 밝힌 일이다. 전 세계적 대비를 통하여 이들 19세기 지질학자들은 화석과 그 밖의 상대 연령을 밝히는 증거들을 바탕으로 얻어진 연속적인 층들의 시기적 순서를 나타내는 종합적인 주상 단면인 지질주상도를 만들어 냈다. 세계적으로 통용되는 이 기준은 새로운 암석 단위가 기재되고, 지질도에 표시됨에 따라 계속 추가되고 세분되고 있다.

기준이 되는 이름들은 지질주상도의 암석 단위에 상응하는 지질학적 시간 단위를 세분하기 위하여 지속적으로 변화되어 왔다. 지질주상도와 마찬가지로, 지질연대표에 사용되는 단위 또한 세계적으로 통용되는 데, 이 단위에는 그림 8.10에서 보여주는 것처럼 누대, 대 기와 세가 있다.

 

-누대

누대는 지질 시간에서 가장 큰 시간 단위인데, 네 개로 구분된다. 하디안이라는 용어(땅 밑을 뜻하는 그리스 말)는 가장 오래된 누대의 이름이다. 이 시기는 어떠한 암석 기록도 알려져 있지 않은 기간으로 지구 역사의 가장 최초 부분이다. 그러나 이 시기의 암석은 최초의 지각 암석이 생성된 이래로 거의 변형을 겪지 않은 태양계 내의 다른 행성에는 존재한다. 그리그말로 '먼 옛날' 을 뜻하는 시생누대는 하디안누대의 다음이다. 시생누대의 암석은 지구상에 알려진 가장 오래된 암석으로 균류의 특징을 보이는 미생물체를 포함한다. 초기 생명체란 뜻을 가진 원생누대는 시생누대의 다음에 온다. 원생누대의 암석은 화석으로 남을 수 있을 단단한 골격 부분이 없는 다세포 생물들의 증거를 포함한다. 이해가 가겠지만, 시생누대와 원생누대의 기록들은 젊은 안석의 기록처럼 잘 알려져 있지는 않은데, 이것은 이 시기의 오래된 암석으로 균류의 특징을 보이는 미생물체를 포함한다. 초기 생명체란 뜻을 가진 원생누대는 시생누대의 다음에 온다. 원생누대의 암석은 화석으로 남을 수 있을 단단한 골격 부분이 없는 다세포 생물들의 증거를 포함한다. 이해가 가겠지만, 시생누대와 원생누대의 기록들은 젊은 암석의 기록처럼 잘 알려져 있지는 않은데, 이것은 이 시기의 오래된 암석 대부분이 매우 심하게 변형되거나 변성, 또는 침식되어 삭박되었기 때문이다. 볼 수 있는 생명체라는 뜻을 가진 현생누대는 네 개의 누대 가운데 가장 최근의 것이다. 현생누대의 암석은 흔히 잘 보존된 단단한 골격의 형태로 과거 생명체의 풍부한 증거를 포함한다. 박물관에 전시되어 있거나 또는 책에 그려져 있는 화석의 대부분은 현생누대의 것이다.

 

-대

누대는 대로 나누어진다. 지질학에서 대는 상응하는 암석에서 발견되는 화석을 바탕으로도 정의되는 큰 시간대를 포함한다. 시생누대와 원생누대에서 공식적인 대는 아직 널리 인정되고 있지 않지만, 현생누대는 고생대, 중생대 그리고 신생대의 세 대로 나누어지며, 대의 이름은 각 시간대에 살았던 생물의 상대적인 발달 정도를 반영한다(그림8.10). 고생대 동물의 형태는 해서 무척추동물에서 어류, 양서류 그리고 파충류로 발전해 갔다. 초기 육상 식물이 또한 고생대에 출현하여 분포를 넓히고 진화했다. 전기 중생대에는 공룡이 출현하여 육지의 지배적인 척추동물로 번성했다. 중생대가 끝날 무렵 포유류가 처음 나타났으며, 나중 신생대에 들어 번성하였다. 후기 중생대는 또한 꽃씨 식물이 진화한 시기였으며, 신생대 동안에는 풀이 출현하여 초식 포유류의 중요한 먹이가 되었다.

 

-기

현생누대의 각 대는 기들로 나누어진다. 지질학에서 기는 우연한 기회에 명명되었다. 기는 영국, 독일, 스위스, 러시아와 미국에 노출된 지층에 기초하여 100년 가까운 기간을 통하여 정의되었다. 일부 기의 이름은 그 시기의 지층이 노출된 지명을 딴 것이지만, 경우에 따라서는 처음 조사 지역에 노출된 지층의 특성에서 그 이름을 딴 것도 있다(표8.1).

고생대의 최하부기인 캄브리아기는 지질 기록에서 단단한 껍질을 가진 동물이 처음 출현한 기간이다. 캄브리아기 이전에 살았던 모든 생물들은 연체부로만 이루어져 있어서 그들이 남긴 화석 증거는 매우 드물다. 시생누대나 원생누대 기간 동안에 생성된 암석들은 이 암석들이 포함하는 화석을 바탕으로 해서는 구분하기가 쉽지 않으며, 따라서 지질학자들은 흔히 캄브리아기 이전의 전체 기간을 그냥 선캄브리아 누대라고 부른다.

 

-요약

1. 퇴적층은 지구의 역사와 과거 지구의 표면 환경을 복원할 수 있는 바탕을 제공한다. 대 부분의 퇴적층은 퇴적될 때 수평으로 쌓이며(지층수평의 원리), 모든 퇴적층은 아래에서 위의 순서로 쌓인다(지층 누중의 원리).

2. 한 퇴적층 내에서 각 층의 위치는 상대적인 시간과 관계된다. 두 층의 상대적인 나이는, 한 층이 다른 한 층의 위에 놓여 있는지, 아니면 아래에 놓여 있는지에 따라 결정될 수 있다.

3. 부정합은 연속적으로 배열된 층에서 물리적인 단절로 나타난다. 부정합은 퇴적 작용이 정지되어 기존 암석의 일부가 침식되어 제거되는 시간 동안의 기간을 의미한다. 경사부 정합은 기존 퇴적층이 구조 작용에 의해 교란된 후 그 위에 새로운 퇴적층이 쌓일 때 생 긴다.

4. 층은 야외에서 지질도 작성을 위한 기본적인 암석 단위로, 각 층은 다른 층과 구분되는 특유의 물리적 성질을 가지며, 지리적 장소로 대표하는 층명을 가진다.

5. 계는 특정한 기간, 즉 기 동안의 기간에 쌓인 암석의 층을 말한다. 계는 지질주상도를 구 성하는데 사용되는 기본적인 시간-층서 단위이다.

6. 지질 시간 단위는 시간-층서 단위를 바탕으로 여기에 상응하는 계가 쌓인 시간 동안의 기간을 나타낸다.

7. 떨어져 있는 지역에 있는 두 층의 상호 대비는 두 층이 같은 시간 동안에 쌓였음을 지시 하는 물리적 및 생물학적 기준에 바탕을 둔다. 대비의 신뢰도는 이와 같은 기준이 많이 사용될 때 더욱 커진다.

8. 지질주상도는 각 층들이 포함하는 화석과 그 밖의 시간을 지시하는 기준을 바탕으로 시 간 순서로 배열한 모든 알려진 층들을 종합한 단면이다.

9. 지질연대표는 어떤 시간-층서 단위에 상응하는 시간단위 체계이다. 시간-층서 단위인 계 와 지질-시간 단위인 기는 유럽과 북미의 표식단면 또는 표식지에 근거한 것이다. 지질 연대표는 지질학자들이 어느 한 지역의 층이 세계적 기준의 어느 위치에 해당하는지 대 비시키기 위한 것이다.

10. 다양한 화학 원소들의 방사성 동위원소의 붕괴는 방사성 연대 측정의 기본이다. 주요한 방사성 동위원소와 그들의 자원소에는 40K/40Ar, 238U/206Pb, 235U/207Pb, 232Th/208Pb, 87Rb/87Sr 그리고 14C/14N 이 있다.

11. 퇴적암층의 연대 측정은 그 퇴적암층이 방사성 연대 측정법이 적용될 수 있는 두 개의 화성암체 사이에 들어있을 때 가능하다.

12. 방사성 탄소에 의한 연대측정은 7만년 이하의 상대적으로 젊은 유기체에만 적용될 수 있다.

13. U-Pb 연대측정에 의해 결정된 지구의 나이는 약 46억년이다.

 

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