돌을 보면 출신을 안다? 옛 바다가 남긴 흔적 ②

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OYLA 욜라

2020.10.05. 12:103,341 읽음 비밀글

옛 바다가 남긴 퇴적층에서 해양 생물만 알 수 있는 건 아니에요. 이밖에도 퇴적층은 고대 바다의 환경과 기후 같은 여러 정보를 품고 있답니다. 어떻게 그럴 수 있을까요?

우선 화석으로 남은 동물을 보면 당시 자연 환경을 알 수 있어요. 만약 퇴적층에 산호 화석이 많이 있다면, 당시 바다는 따뜻했을 거예요. 낮은 온도에서는 산호가 자라지 않기 때문이에요. 만약 성게 화석이 있다면 바다의 염분이 꽤 높았을 거예요. 성게는 낮은 염분에서 버티지 못하거든요.

바다 바닥에서 생긴 퇴적암의 종류는 사암, 이암, 석회암, 이회암 등 꽤 다양해요. 다양한 환경에서 생겼기 때문이지요. 예를 들어 석회암이 생기려면 바다가 따뜻하고 얕아야 해요. 그런 바다에서 조개류, 산호, 바다나리 같은 생명체가 잘 자라는데 이들의 단단한 부위가 석회암을 구성하는 주요 요소인 탄산칼슘이기 때문이지요. 반면 모래는 해안 근처 얕은 지역에 쌓인답니다.

다양한 해양생물의 화석을 품은 석회암

가끔 퇴적암층 표면에서 꽤 수명이 짧은 과거 시대의 증거를 발견할 수 있어요. 예를 들어 물의 흐름이 남긴 흔적인 연흔이나 바닥에서 기어다니던 생물의 흔적 같은 거요. 그런 과거의 증거는 바다의 모습에 흥미로운 맛을 더해 줘요.

동일과정설과 그 한계

 

지질학자들은 퇴적층으로 옛 바다의 환경을 재구성할 때 1830년 영국 과학자 찰스 라이엘이 제안한 동일과정설을 사용해요. 이 원칙에 따르면, 과거와 현재의 지질학적 과정은 굉장히 비슷하답니다. 예를 들어 똑같은 화산재층이 베수비오 화산같이 지금 화산 활동을 하는 곳 근처의 지층에 있다면, 옛 화산이 분출할 때 화산재층이 생겼다고 추측할 수 있어요.

미국 몬타나 주에서 발견된 16억 년 전의 연흔

그런데 우리가 더욱 더 과거를 알아내려고 할수록, 현재와 별로 닮지 않은 세상이 나타나요. 수십억 년 전에는 지구 대기에 산소가 없어서 바닷물의 화학 조성이 지금하고는 달랐어요. 특히 바다에 녹아 있는 철이 굉장히 많았지요. 지금이야 바닷물 속에 녹아 있는 산소와 곧바로 반응할 테니 꿈도 꿀 수 없는 일이에요.

최초로 광합성하는 생명체가 등장하고 산소를 방출하기 시작했을 때, 바다 속에 녹아 있던 철이 녹스는 데 만 굉장히 오랜 시간이 걸렸지요. 수억 년 동안 바다 위로 녹이 든 비가 그치지 않고 내렸어요. 그 결과 산화철로 이루어진 지층이 형성되었답니다. 이 덕분에 전 세계 곳곳에 굉장히 넓은 철 광상이 생겼어요. 오늘날은 지구상 어디에도 비슷한 환경이 없어서 이런 광상이 생길 수 없답니다.

러시아 쿠르스크 오블라스트의 철광석 광산

옛 바다 지도의 빈 곳

 

옛 바다의 역사에는 아직 불확실한 부분이 많아요. 퇴적층이 잘 보존되지 않기 때문이지요. 그래서 옛 바다가 얼마나 넓었는지 정확히 경계선을 긋는 게 거의 불가능해요. 게다가 어떤 지역엔 바다가 전혀 없었을 수도 있고, 지각 변동 때문에 퇴적층이 파괴되었을 수도 있어요. 지질학자들은 약 3~5억 년 전에 현재 우랄 산맥 자리에 우랄해라는 바다가 있었다고 밝혀냈어요. 그러나 그 바다가 대서양처럼 탁 트인 바다였는지 홍해처럼 좁고 기다란 바다였는지 확실히 말할 수 없답니다.

옛 바다가 남긴 퇴적층이 우리에게 무엇을 말하고 있는지 이해하는 일은 가끔 굉장히 어려워요. 예를 들어 퇴적층에 화석이 없을 때도 있어요. 옛날에 바다 속에 생명체가 없었다는 걸까요? 아니면 생명체가 바닥으로 가라앉을 때 녹아 버리게 만드는 별난 환경이기라도 했던 걸까 요? 대답하기 어려운 질문이에요. 옛 바다가 품고 있는 수수께끼는 여전히 답을 기다리고 있답니다.

* 이 글은 16호 '옛 바다의 흔적' 기사에서 발췌했습니다.
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