[국립과천과학관 ㅡ 자연사관] 03

[국립과천과학관 ㅡ 자연사관] 03

 

 

 

 

 

 

 

고생대

The Paleozoic Era

 

고생대는 약 5억 4100만 년 전부터 2억 5190만 년 전까지의 지질시대를 말합니다. 고생대 전기 지구는 판게아 주변에서의 얕은 바다의 발달과 온화한 기후오로 생물이 살기 좋은 환경이 되었고, 캄브리아기에 발생한 '생물의 대폭발' 과 동물에게 눈이 등장한 것은 불과 수백만 년 사이에 다세포 생물을 폭발적으로 증가시키며 다양한 생물 탄생의 밑거름이 되었습니다. 그 후 일부 생물은 물에서 육지로 서식지를 옮겨 육상생물이 등장하고 더욱 복잡한 형태로 진화하였으나, 페름기 말 지구 역사상 가장 큰 규모의 멸종이 일어나 해양생물 종의 약 96 %가 사라지게 됩니다.

 

 

 

 

생명의 대폭발,

청지앙 화석군

 

 

 

 

생물 진화의 역사에서 선캄브리아대가 가지는 의미는 ?

선캄브리아대는 대륙이 만들어지고 대기 조성이 변하고, 생물이 출현하는 등 폭발적인 진화를 준비하는 역동적인 시기였습니다.

 

[선캄브리아대 생물 진화의 주요 사건]

 

39억 년 전  최초의 생명체 등장

36억 년 전  광합성 생물 등장

30억 년 전  산소 호흡을 위한 대기 조건 형성

25억 년 전  진핵생물 등장

15억 년 전  다세포 생물 등장

12억 년 전  유성생식하는 생물 등장

6억 년 전  에디아카라 동물군

 

 

 

 

선캄브리아대의 화석이 적은 이유는 ?

선캄브리아대를 기록하고 있는 암석들이 많은 변성을 겪었으며, 당시에 살았던 생물들은 몸이 연해 화석으로 남기가 어려웠습니다.

 

 

 

 

에디아카라 동물군 (Ediacara Biota)이란 ?

호주에서 처음 발견된 약 6억 년 전 다세포동물들의 화석입니다. 몸에 단단한 부분은 없지만 운 좋게 화석이 되어 먼 과거에도 복잡한 수준의 진화가 있었고, 상호작용하는 생물군이 존재했음을 보여줍니다.

 

 

 

 

에디아카라 동물군 화석 발견 지역

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

생명의 대폭발, 청지앙 화석군

 

 

 

 

생물 진화의 빅뱅, 캄브리아기 대폭발

버지스셰일 (캐나다)

1909년 캐나다 로키산백의 캄브리아기 중기 (약 5억 500만 년 전) '버지스셰일' 지층에서 당시에 누구도 상상하지 못했던 이상한 모양의 바다 생물 화석들이 발견되었습니다.

 

청지앙 (중국)

중국 윈난성의 청지앙 마을에는 버지스셰일보다 약 2000만 년 먼저 쌓인 캄브리아기 초기 (약 5억 2500만 년 전)의 지층이 있는데, 1984년 이 지층에서는 신기한 화석들이 더 많이 발견되었습니다.

 

시리우스 파셋 (그린란드)

청지앙 화석군에 비해 늦은 시기로 그린란드 난센랜드 반도에 있는 6 개의 지층에서 발견되는 모든 동물을 포함하는 캄브리아기 화석군으로 대부분 절지동물이고 몇몇은 해면동물이었습니다.

 

진화의 실험실

버지스 셰일과 청지앙, 시리우스 파셋의 특이한 생물군 화석은 캄브리아기 동안 다양한 생물체들이 폭발적으로 진화하였으며, 캄브리아기의 바다가 '진화의 실험실' 이었음을 알려줍니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

고생대의 환경과 생태 | (무척추동물 ~)

 

 

 

 

한반도의 전기 고생대 지층은 어떤 모습이었을까 ?

캄브리아기 ~ 오르도비스기 (약 5억 4100만 년 전 ~ 4억 4400만 년 전)

 

지질학자들은 한반도에 쌓여 있는 고생대 전기의 지층을 '조선 누층군' 이라 부릅니다. 두께 1 ㎞ 이상의 이 두꺼운 지층은 단양, 영월, 태백 지역과 북한의 평안남도 일대에 널리 분포하는데, 삼엽충, 완족동물, 연체동물, 필석, 코노돈트, 해면동물과 같이 바다에서 살던 생물들의 화석이 많이 남아 있습니다. 이로써 고생대 전기 동안 한반도의 대부분이 얕고 따뜻한 바다 밑에 있었다는 것을 알 수 있습니다.

 

 

 

 

[한반도 고생대 지층 분포]

 

 

 

 

한반도의 중기 고생대 지층은 어떻게 생겨났을까 ?

실루리아기 ~ 데본기 (약 4억 4400만 년 전 ~ 3억 5900만 년 전)

 

고생대 중기에 한반도는 지각 변동으로 인해 비로소 바다 위로 드러나며 지층이 깎여 나갔습니다. 이렇게 지층이 오랫동안 쌓이지 않았거나 풍화작용으로 쌓였던 지층이 사라진 후 그 위에 새로운 지층이 쌓였을 때, 위와 아래 지층의 관계를 '부정합' 이라 합니다. 조선 누층군과 평안 누층군이 지금은 서로 맞닿아 있지만, 그 사이에는 1억 년 이상의 시간 간격이 존재하고 있는 것입니다.

 

 

 

 

후기 고생대 한반도에는 어떤 생물이 살았을까 ?

석탄기 후기 ~ 트라이아스기 초기 (약 3억 5900만 년 전 ~ 2억 5190만 년 전)

 

조선 누층군 위에는 고생대 후기의 지층이 쌓여 있습니다. 두께 약 1.5 ㎞의 '평안 누층군' 이라 불리는 이 지층에서는 코노돈트, 방추충, 뿔산호, 완족동물, 조개, 해백합, 삼엽충 등과 같은 바다 생물들 뿐만 아니라 고사리, 속새, 인목과 같은 육상식물의 화석도 많이 발견됩니다. 평안누층군은 석탄으로도 유명합니다. 식물이 땅속에서 오랜 시간 아주 천천히 구워지면서 석탄이 만들어지는데 평안누층군에 얼마나 많은 식물이 묻혔었는지 짐작할 수 있습니다. 바다의 화석과 육지의 화석이 모두 발견되는 평안누층군은 도대체 어떤 곳에서 쌓였을까요 ?

 

 

 

 

드디어 눈을 뜬 진화의 목격자,

삼엽충

삼엽충은 약 5억 2000만 년 전 (캄브리아기 전기)에 처음 출현하여 약 2억 5190만 년 전 (페름기 말)에 멸종한 절지동물입니다. 수억 년 전에 이미 매우 정교한 겹눈과 복잡한 신체구조를 가졌던 동물이었으며, 몸은 여러 개의 마디로 이루어져 있어서 공벌레처럼 몸을 둥글게 말아 자신을 보호했습니다.

삼엽충은 대부분 바다의 바닥을 기어 다니며 생활했으나 플랑크톤처럼 헤엄치는 작은 삼엽충도 있었습니다.

 

 

 

 

 

말랑말랑한 근육

연체동물

 

연체동물은 조개와 같이 껍데기가 2 개인 이매패류, 오징어나 문어처럼 머리에 다리가 달린 두족류, 달팽이나 소라와 같이 나선형의 껍데기를 가지며 배로 기어다니는 복족류 등으로 구분됩니다.

대부분 입에 딱딱한 골격 (치설)이 있어서 먹이를 갉아 먹거나 잘라 먹기도 합니다. 연체동물은 약 5억 4000만 년 전 (캄브리아기 초기)에 나타나 오르도비스기에 이르러 급격하게 다양해졌습니다. 페름기 말 대량 멸종을 피하지 못하고 많은 종이 멸종했지만, 중생대에 다시 번성하게 되어 현재는 절지동물 다음으로 많은 종이 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

고생대의 표준화석,

필석

 

마치 돌에 글씨를 써놓은 것 같다하여 필석 (筆石)이라 불립니다. 삼엽충과 함께 고생대의 표준화석인 필석은 작은 생물체가 사는 방들이 줄줄이 연결된 모습이며, 살아있을 당시에는 바다의 표면에서 해초 등에 붙어 떠다녔습니다. 약 5억 1000만 년 전 (캄브리아기 중기)에 처음 출현하여 오르도비스기와 실루리아기에 번성하다가 약 3억 5000만 년 전 (석탄기 전기)에 사라졌습니다.

 

표준화석 빠르게 진화하면서 넓은 지역에 퍼져 살아서 지층의 나이를 결정하고 다른 지역과 비교하는 데 유용한 화석

 

 

 

 

 

 

 

바실리엘라 삼엽충

Basiliella sp. Trilobites

 

고생대 오르도비스기 Ordovician Paleozoic

산출장소 : 강원도 태백시 Taebaekㅡsi, Korea

 

 

 

 

 

 

 

돌레로바실리쿠스 요쿠센시스 삼엽충

Dolerobasillicus yokusensis Trilobites

 

고생대 오르도비스기 (Ordovician Paleozoic)

산출장소 : 강원도 태백시 Taebaekㅡsi, Korea

 

 

 

 

 

 

 

삼엽충 이동흔적

Cruziana

 

고생대 오르도비스기 (약 5억 년 전) | Morocco

 

 

 

 

 

 

 

왈리세롭스 트리푸로카투스

Walliserops trifurcatus

 

고생대 데본기 (Devonian Paleozoid)

산출장소 : 모로코 Morocco

 

 

 

 

호플로리코이데스 코노코투베르쿨라투스

Hoplolichoides conocotuberculatus

 

고생대 오르도비스기 (Ordovician Paleozoid)

산출장소 : 러시아 Russia

 

 

 

 

아르크티누루스 볼토니

Arctinurus boltoni

 

고생대 실루리아기 (Silurian Paleozoic)

산출장소 : 미국 New York, USA

 

 

 

 

 

 

 

아카도파라독시데스 브리아레우스

Acadoparadoxides Briareus

 

고생대 캄브리아기 (Cambrian Paleozoic)

산출장소 : 모로코 Morocco

 

 

 

 

페로놉시스 인테르스트릭타

Peronopsis interstricta

 

고생대 캄브리아기 (Cambrian Paleozoic)

산출장소 : 미국 유타주 Utah, USA

 

 

 

 

 

 

 

이소텔루스 렉스

세계 최대의 삼엽충

 

고생대 오르도비스기 후기

크기 : 72㎝ (길이 length), 40㎝ (너비 width)

산출장소 : 캐나다 매니토바주 Manitoba, Canada

 

머리와 꼬리는 표면에 별다른 특징이 없는 반원형이며, 그 형태와 크기가 거의 같아 대칭을 이루고, 꼬리 끝 일부분이 유실된 것을 제외하고는 거의 완벽한 형태로 발견되었습니다.

 

 

 

 

 

 

 

라피스토마 카토이 복족류

Raphistoma Katoi Gastropods

 

고생대 오르도비스기 (Ordovician Paleozoic)

산출장소 : 강원도 태백시 Taekaekㅡsi, Korea

 

 

 

 

 

 

 

사크토르도케라스 두족류

Sactorthoceras sp. Cephalopods

 

고생대 오르도비스기 (Ordovician Paleozoic)

산출장소 : 강원도 태백시 Taebaekㅡsi, Korea

 

 

 

 

 

 

 

오르도케라스 두족류

Orthoceras sp. Cephalopods

 

고생대 데본기 (Devonian Paleozoic)

산출장소 : 모로코 Morocco

 

 

 

 

고니아티테 암모나이트류

Goniatite sp. Ammonoid

 

고생대 데본기 (Devonian Paleozoic)

산출장소 : 모로코 Morocco

 

 

 

 

고니아티테 암모나이트류

Goniatite sp. Ammonoid

 

고생대 데본기 (Devonian Paleozoic)

산출장소 : 모로코 Morocco

 

 

 

 

 

 

 

필석

Dictyonema retiforme

 

실루리아기 (Silurian) | New York, U. S. A.

 

 

 

 

필석

Phyllograptus archaios

 

오르도비스기 (Ordovician) | Utah, U. S. A.

 

 

 

 

필석

Monograptus sp.

 

오르도비스기 (Ordovician) | St. Chinian, France

 

 

 

 

필석

Didymograptus sp.

 

오르도비스기 (Ordovician) | St. Chinian, France

 

 

 

 

필석

Glossograptus quandrimucronatus

 

오르도비스기 (Ordovician) | New York, U. S. A.

 

 

 

 

필석

Desmograptus mirconematodes

 

실루리아기 (Silurian) | New York, U. S. A.