학문
화석은 어떤 환경에서 잘 만들어지나요?
모든 생물들이 화석으로 남는 것은 아닌데, 화석이 형성되기 쉬운 환경에는 어떤 조건들이 필요하고 보존 과정에 있어서는 무엇이 주로 영향을 미치게 되는지 의견 부탁드립니다.
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요, 고온다습님. 이중철 전문가입니다.
기초 교과과정에서도 배우는 유익한 질문을 주셨군요.
먼저, 생물이 죽은 뒤 화석으로 보존되기 위해서는 생물체의 유해가 빠르게 묻힐 수 있는 환경과 부패를 막아주는 저산소 조건, 그리고 단단한 골격 구조가 필수적이에요. 따라서 퇴적물이 꾸준히 쌓이는 바다, 호수, 강 하구 같은 수중 환경이나 산소가 적은 진흙층, 안버린 빙하 및 앰버(호박) 내부 같은 특수 환경에서 화석이 가장 잘 만들어진답니다.
■ 매몰 속도와 산소 차단이 이루어지는 수중 퇴적 환경
화석 형성의 가장 중요한 첫 번째 조건은 속도입니다. 죽은 생물이 미생물에 의해 부패하거나 다른 포식자에게 먹히기 전에 모래나 진흙 같은 퇴적물 밑으로 빠르게 매몰되어야 하거든요. 퇴적물 이동이 활발한 바다 밑바닥, 호수, 강 하구, 델타 지역 등은 퇴적물이 끊임없이 쌓이기 때문에 빠른 매몰에 매우 유리해요. 더욱이 흙이나 퇴적물 깊은 곳은 산소 공급이 차단되어 미생물에 의한 분해 작용이 현저히 느려져요. 산소가 차단된 저산소 환경일수록 생물의 구조가 오랫동안 형체를 유지하며 화석화 과정을 거치게 된답니다.
■ 단단한 경조직의 존재와 화학적 치환 작용
생물 자체의 신체 구조도 화석 보존에 결정적인 영향을 미치는데요. 뼈, 이빨, 조개 껍데기, 단단한 껍질 같은 경조직(딱딱한 부위)을 가진 생물일수록 화석으로 남을 확률이 매우 높답니다. 부드러운 살이나 장기 같은 연조직은 퇴적층에 묻히더라도 금방 녹아 없어지기 때문인데요.
매몰된 이후에는 지하수에 녹아 있는 칼슘, 규소, 철 같은 광물 성분이 뼈나 조직의 미세한 구멍 속으로 침투하여 딱딱한 돌처럼 단단해지는 교질화 작용이나, 원래 성분이 성질이 다른 광물로 완전히 교체되는 치환 작용을 거치게 됩니다. 이 과정이 오랫동안 안정적으로 진행되어야 비로소 견고한 형체 화석이 완성되는 것이랍니다.
■ 특수한 보존 환경과 물리적 안정성
매우 드물지만 매몰과 치환 과정을 거치지 않고 완벽한 형태로 보존되는 특수 환경도 존재하는데요. 나무 진액에 곤충이 빠져 굳어진 호박(앰버) 속, 미생물 분해가 불가능할 정도로 극도로 저온인 빙하 속, 수분이 전혀 없는 건조한 동굴, 혹은 석유나 타르가 솟아 나오는 타르 웅덩이 등이 대표적이에요. 또한 화석이 형성된 이후에도 해당 지층이 지각 변동에 의해 거대한 열과 압력을 받아 변성되거나 마그마에 녹지 않고 안정적으로 유지되어야 비로소 우리 눈앞에 화석으로 발견될 수 있습니다.
정리하자면,
화석은 뼈나 껍데기처럼 단단한 구조를 가진 생물이 죽은 직후 산소가 적은 수중 퇴적층에 빠르게 매몰되고, 광물 성분에 의한 치환 작용과 지각 변동을 견디는 안정적인 환경이 갖추어졌을 때 가장 잘 만들어집니다.
※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
화석은 퇴적물이 빠르게 쌓여 퇴적 속도가 빠르고 산소 공급이 차단되는 수중 환경이나 습지, 사막, 빙하 등에서 잘 만들어집니다. 생물이 죽은 후 사체가 미생물에 의해 부패하거나 포식자에 의해 파손되기 전에 진흙이나 모래, 화산재 등의 퇴적물에 신속히 묻혀 차단되는 것이 가장 중요합니다. 또한 생물 자체에 뼈나 껍데기, 이빨 같은 단단한 골격 구조가 존재하는지가 보존 확률에 결정적인 영향을 미치며, 매몰 이후 지각 변동이나 가열 및 가압에 의한 파괴 과정을 거치지 않아야 하고 underground 수분에 포함된 광물 성분이 원래의 생물 조직을 치환하거나 충전하는 광물화 작용이 효과적으로 이루어져야 보존됩니다.
말씀대로 모든 생물이 화석이 될 수 있는 것은 아닙니다.
왜냐하면 꽤 까타로운 조건이 필요하기 때문입니다.
먼저 죽은 직후 빠르게 묻혀서 포식자나 풍화작용 등을 피해야 합니다.
그리고 호수 바닥이나 늪처럼 산소가 없는 환경이어야 미생물에 의한 부패를 막을 수 있습니다.
또한 뼈나 이빨, 껍데기처럼 단단한 부분이 있어 압력을 견딜 수 있습니다.
물론 사체를 덮는 흙도 중요한데, 입자가 고운 진흙이나 점토에 묻혀야 미세한 형태까지 남을 수 있고 매몰 후 지하수의 규산이나 탄산칼슘 등이 침투해 돌처럼 단단해져야 합니다.
이후 퇴적층의 압력으로 형상이 고정되되, 과도한 변성 작용도 없어야만 합니다.
이런 까다로운 조건들 때문에 식물이나 곤충은 수분이 빠져나가고 탄소 막으로 남아 화석이 되기도 하는 것이죠.
이처럼 빠른 밀봉에 지질학적 보존이라는 두 가지 큰 조건이 만족되어야만 화석이 될 수 있는 것입니다.
화석은 생물이 죽은 뒤 빠르게 진흙이나 모래에 묻혀 공기와 미생물에 의한 분해가 적은 환경에서 가장 잘 만들어집니다. 호수 바닥, 강 하류, 바다처럼 퇴적이 활발한 곳이 대표적입니다. 단단한 뼈 치아, 조개껍데기는 보존이 잘되고 , 이후 광물로 치환되는 과정이 화석 형성에 큰 영향을 줍니다.