포항의 퇴적층, 금광동층(3). 금광동층의 식물화석

https://dinos119.tistory.com/entry/%ED%8F%AC%ED%95%AD%EC%9D%98-%ED%87%B4%EC%A0%81%EC%B8%B5-%EA%B8%88%EA%B4%91%EB%8F%99%EC%B8%B52-%EA%B8%88%EA%B4%91%EB%8F%99%EC%B8%B5%EC%9D%98-%EC%95%94%EC%84%9D%EA%B3%BC-%EA%B3%A0%ED%99%98%EA%B2%BD

포항의 퇴적층, 금광동층(2) 금광동층의 암석과 고환경

에서 이어집니다.

 

선 요약

 

(1). 포항의 금광동층에서는 여러 종류의 식물 화석이 발견된다.

 

(2). 금광동층의 식물화석은 바람에 날라와서 호수에서 쌓인 것으로 추정된다.

 

식물화석

 식물은 생턔계를 알아내는 데 있어서 매우 중요하다. 기후에 따라서 서식하는 식물이 다르고, 또 그에 따라 식물을 먹는 초식동물과 육식동물도 각각 다르게 적응해나가며 살기 때문이다. 따라서 식물화석은 고생태를 이해하는 데 있어 매우 중요한 위치를 차지한다.

 금광동층에서 매우 다양한 종류의 식물화석이 발견됐다. 첫 연구는 1972년 일본의 후지오카 박사에 의해서 이루어졌는데, 그는 25과 33속, 44분류군의 식물화석을 보고하였다. 2010년 논문에서는 여기에 더해서 2과 10속 20분류군을 추가로 발견하였다. 발견된 나뭇잎 화석들은 원래의 나뭇잎이 퇴적물에 강하게  눌려서 압착된 상태로 발견되었다. 현재까지 발견된 식물화석중에서 우점종은 다음과 같다.

 

육상식물

메타세퀘이아(Metasequoia)

너도밤나무(Fagus)

자작나무(Betula)

참나무(Quercus)

단풍나무(Acer)

느티나무(Zelkova)

 

수생식물

생이가래(Salvinia)

헤미트라파(Hemitrapa)

 

발견된 식물화석들은 간혹 찢어지거나 부러진 경우도 있으나 대체로 온전한 형태를 하고 있다.  활엽수 나뭇잎(가을이나 건기에 잎을 매년 떨어트리는 나뭇잎. 여기서는 너도밤나무, 자작나무, 참나무, 단풍나무, 느티나무가 있다.)들은 대부분 가지에서 떨어진 독립된 나뭇잎으로 발견되었으며 드물게 한 가지에 여러 작은 나뭇잎 등이 붙은 채로 보존된 화석도 있다. 침엽수(잎을떨어트리지 않는 나뭇잎. 여기서는 멭세퀘이아가 있다.)화석은 부분적으로 일부가 떨어진 상태도 있으나, 대체적으로는 온전한 목엽상태(온전하 나뭇잎 상태)로 발견되었다.

메타세퀘이아 나뭇잎 화석. 출처-백인성 et al(2010)

수생삭물 생이가래의 화석. 출처-백인성(2010)

느티나무의 나뭇잎 화석. 출처-백인성 et al(2010).

 

나뭇가지 하나에 4개의 느티나뭇잎이 매달린 화석. 출처-백인성 et al(2010).

 

 금광동층에서 발견된 나뭇잎 화석들은 찢어지거나  부러진 흔적이 있는 경우가 있어왔으며 곤충이 갉아먹은 흔적이 발견되기도 하였습니다.

 

높은 곳에서 바람을 타고 날아와 호수로 떨어진 나뭇잎

 생각해보면 이상한 일이다. 무엇이 이상하냐면, 발견된 화석 중에서 물에 사는 수생식물은 극히 일부이고, 대부분의 화석들은 산기슭이나 계곡에서 사는 나무들의 나뭇잎이기 때문이다. 금광동층은 과거에 호수였는데 왜 그런 것일까?

 2008년 마르틴 클로사스는 식물화석은 화석이 되는 과정, 다양성, 파손된 정도, 퇴적물이 운반된 정도, 저서성 생물(물속 바닥을 기어다니는 생물)의 화석 발견유무, 숯 화석의 산출등을 기준으로 6가지 조건을 세웠다.

 

1). 물에 의해서 운반

 

2). 물과 바람에 의해서 운반

 

3). 바람에 의해서 운반

 

4). 물 속에서 소라나 규조류처럼 석회질 성분의 껍질을 지닌  생물과 함께 화석이 된 경우

    (이 경우에는 주로 저서성 생물이 같이 발견된다.)

 

5). 자연적으로 발생한 화재에 타서 숯이 된 후에 운반

 

6). 식물 부스러기가 집단으로 운반된 경우

 

이 중에서 금광동층의 식물화석은 1.주로 육지에서 서식하는 식물의 나뭇잎이라는 점 2.낱개의 잎으로 발견된  점, 3.나뭇잎의 파손이 적다는 점, 4.식물 부스러기가 부재하다는 점, 5.저서생물의 화석이 발견되지 않았다는 점을 근거로 이 식물화석들이 나무에서 떨어져 바람을 타고 날아가다가 호수에  떨어졌거나 호수 근처로 떨어지고 홍수로 쓸려서 호수에  쌓여서 화석이 되었다고 결론을 내렸다. 곤충이 갉가먹거나 손상시킨것이 부재하다는 것도 그 이유로 꼽았다. 왜냐하면 곤충들은 천적인 새를 피하기 위해서 주로 나무의 아래쪽에 달린 나뭇잎을 갉아먹기에 나무의 윗부분에 매달린 나뭇잎은 곤충이 손상을 시키는 경우가 매우 적기 때문이다. 그리고 나무 윗쪽에 달린 나뭇잎일수록 바람에 영향을 받을 확률도 더 높기 때문에  연구진을 이 나뭇잎들이 바람을 타고 날아와 호수에 쌓였다고 결론을 내렸다(다만 후속 연구에서 곤충이 나뭇잎을 갉아먹은 흔적이 발견되기도 하였다.). 그 외에 나무잎의 원래 나무들이 대부분 키가 큰 나무들이며 키가  작은 나무의 나뭇잎은 매우 적다는 것도 이를 뒷받침 한다. 나뭇잎이 펴져 있는 상태로 발견된 것은 나뭇잎이 호수에서 떠다니다가 느리게 가라앉았음을 보여주는 것으로 해석하였다.

 나뭇잎 화석들은 대체로 셰일질 이암에서 발견되었는데, 이는 나뭇잎들이 화석이 될 당시 호수에 많은 양의 퇴적물이 유입되어서 퇴적물의 퇴적 속도가 증가하였을 때 호수 표면에 떠다니던 나뭇잎이 퇴적된 것으로 해석되었다(천천히 쌓였으면 이암이 아닌 셰일에서 쌓였으니). 나뭇잎 화석이 흔적으로 남은 것이 아닌 강하게 압착된 상태로 발견된 것은 퇴적될 당시 호수 바닥은 매우 조용한 환경이었음을 보여주는 것으로 해석되었다.

 

간단 요약

(1). 금광동층에서 발견된 나뭇잎 화석은 대부분 활엽수 종류이며, 땅에서 사는 나무의 나뭇잎들이다.

 

(2). 나뭇잎이 바람을 타고 날아와서 호수에 떨어지거나 호수 근처에 떨어져서 화석이 되었다.

 

(3). 나뭇잎 화석은 퇴적물에 빠르게 쌓였을것으로 보이며, 퇴적 환경은 조용하였을 것이다.

 

연구 출처-

백인성, 강희철, 김현주, 이호일, 김경식, & 정은경. (2010). 포항지역에 분포하는 장기층군 금광동층: 층서, 산상 및 식물화석층. 지질학회지, 46(6), 535-552.