지구에서 살았던 생물의 흔적 화석의 형성과 연구

화석

암석 속에 보존되어 있는 과거의 지질시대에 지구에서 살았던 생물의 흔적이나 유해를 말합니다. 보통 화석이라고 하면 생물이 죽고 난 다음에 자연 상태로 잘 보존된 나뭇잎, 껍질, 뼈를 말하지만, 움직이는 동물이 만든 여러 종류의 발자국도 화석에 속합니다. 화석은 주로 퇴적암에서 볼 수 있습니다. 화석이 만들어지려면 동식물의 유해가 분해되기 전에 강, 호수, 늪, 바다의 밑바닥에 쌓여 있는 진흙과 모래에 빨리 파묻혀야 합니다. 수천 년이 지나면 위층에 있는 퇴적물이 아래층의 퇴적물을 누르므로, 물이 빠져나가고 단단해지면서 화석이 들어 있는 퇴적암이 만들어집니다. 그밖에 빙하, 타르, 호박 안에 동식물의 완전한 형태가 그대로 보전되어 나타나기도 합니다. 가장 오래된 화석은 약 38억 년 전에 살았던 매우 작은 세균의 흔적이라고 합니다. 이 화석은 남아프리카 공화국에서 석영의 한 종류인 처트 안에서 발견되었는데, 오스트레일리아에서도 이와 비슷한 세균의 화석이 발견되었습니다. 가장 오래된 동물화석은 약 6억 5000년 전의 것으로 생각되는 무 척추동물의 유해이며, 가장 오래된 척추동물의 화석은 약 4억 5000년 전의 어류 화석입니다. 화석은 보통 사람들이 생각하는 것과는 달리, 꽤 흔한 편이며 찾기도 쉽습니다. 화석은 세계의 여러 지역에서 골고루 나오는데, 그 이유는 화석이 들어 있는 퇴적암이 지표면의 약 75%를 덮도 있기 때문입니다. 그동안 지구에는 수많은 종류의 생물이 살았으나 일부만 화석으로 보존되고, 나머지는 아무 흔적도 남기지 못하고 죽었습니다. 그러나 아직도 새로운 종류의 화석이 계속 발견되고 있습니다. 비록 부족하기는 하지만 중요한 동식물의 화석이 남아 있기 때문에, 과거 지질시대에 어떤 종류의 생물이 있었는지, 이 생물은 어떤 방식으로 살았는지 알 수 있습니다. 또한 화석은 시간이 지남에 따라 지구의 생물이 어떻게 진화해 왔는지도 알려줍니다.

 

과거를 밝히는 화석

대부분의 화석이 만들어진 먼 옛날에는 오늘날과 많이 달랐습니다. 이제는 지구에서 오래전에 사라진 동식물이, 그때는 물과 육지에 흩어져 살았습니다. 지금은 높은 산맥이 된 지역이 옛날에는 바다 밑바닥에 자리 잡고 있었고, 이제는 서늘하고 건조한 평원으로 바뀐 곳이 수백만 년 전에는 울창한 열대림이었습니다. 심지어 수억 년 전에는 대륙도 지금의 위치에서 멀리 떨어진 곳에 있었습니다. 인류는 이러한 지구의 변화를 직접 기록하지는 못했지만, 화석에 남겨진 과거의 기록을 분석하여 지구의 역사를 밝히고 있었습니다.

 

형성

동식물은 대부분 죽은 뒤에 바로 썩기 때문에, 화석이 되지 못하고 사라져 버립니다. 세균과 여러 종류의 미생물은 동물의 살이나 식물의 잎 같은 연한 부분을 분해합니다. 그래서 이러한 부분은 거의 화석이 되지 못합니다. 뼈, 이, 껍질, 나무 같은 단단한 부분도 결국에는 흐르는 물에 닳거나, 화학물질에 녹습니다. 그러나 동식물의 유해가 퇴적물 속에 파묻힐 때에는 화석이 될 수도 있습니다. 간혹 파묻힌 유해가 큰 변화 없이 그대로 보존되기도 하나, 대부분은 파묻힌 뒤에 변하게 됩니다. 동식물 유해의 대부분은 완전히 없어지기도 하지만, 퇴적 물속에 화석을 남기기도 합니다.

 

화석 연구

발견:화석은 퇴적암이 드러나 있는 곳이면 어디에서든 발견할 수 있습니다. 습지에서 퇴적암은 흙이나 식물로 덮여 있지만, 계곡에서 일어나는 침식 때문에 점차 겉으로 드러나게 됩니다. 사막과 같은 건조지역에서는 침식으로 넓은 지역에 걸쳐 퇴적암이 드러나며, 도로 건설과 같은 건설 작업 중에도 드러납니다. 또한 석유를 퍼 올리려고 땅에 구멍을 뚫을 때에도, 땅 속 싶은 곳에 있던 퇴적암이 흔히 나옵니다. 고생물학자는 특정하 유형의 화석을 찾으려고 특정지역만을 조사합니다. 예를 들어 포유류 화석은 대부분 북아메리카의 미시시피강 서쪽에서, 인류의 조상 화석은 아프리카의 동부와 남부에서, 잘 보존된 해양 무척추동물의 화석은 캐나다와 오스트레일리아에서 발견됩니다. 채집:부드러운 진흙과 모래 속에 보존되어 있는 껍질이나 이, 뼈의 화석은 채집하기가 매우 쉽습니다. 이러한 화석은 삽으로 파내거나, 손으로 빼낼 수도 있습니다. 하지만 단단한 암석 안에 보존되어 있는 화석은 자연적인 풍화로 밖으로 드러났을 때 겨우 채집할 수 있습니다. 이러한 화석은 정이나 망치, 곡괭이로 암석을 깨뜨린 뒤에 단단한 암석 안에 있던 화석을 채집합니다. 화석이 들어 있는 것은 대부분 화석의 둘레를 따라 깨집니다. 깨지기 쉬운 화석은 암석에서 떼어내기 전에 반드시 보호 조치를 해야 합니다. 화석 조각을 이용한 연구:화석이 완전한 형태로 채집되지 않고 조각으로 채집될 때에는 퍼즐의 그림 조각처럼 하나씩 맞추어 원래의 형태대로 만듭니다. 이런 방법으로 어떤 화석종을 처음 맞출 때에는, 이 조각들로 완전한 표본이 될 수 있는 화석을 만들어야만 합니다. 그다음부터 화석 조각을 맞출 때에는, 완전한 표본과 비교하면서 없어진 부분을 인공 물질로 대체할 수 있기 때문입니다. 척추동물화석은 뼈대가 스스로 서 있는 것처럼 보이게 조각을 맞출 수 있습니다. 고생물학자는 처음에는 완전한 뼈대의 작은 모형을 만듭니다. 그 뒤에 뼈대를 받치려고 강철이나 플라스틱으로 지지대를 만듭니다. 마지막으로, 지지대를 감추려고 지지대의 바깥쪽에 뼈대를 붙여 단단히 동여맵니다. 분류:살아 있는 생물과 마찬가지로, 화석종도 서로 얼마나 가까운 관계에 있느냐에 따라 분류합니다. 대개 과학자들은 많은 생물학적인 특징을 비교하여 여러 종이 서로 얼마나 가까운 사이인지 결정합니다. 화석의 경우, 이러한 특징은 주로 껍질, 이, 뼈 등과 같은 단단한 부분을 의미합니다. 그 이유는 이들이 모두 보존되어 기록으로 남을 수 있기 때문입니다. 예를 들면, 고생물학자가 검치호의 여러 종을 비교할 때에는 머리뼈의 형태와 이의 크기를 참고합니다.