대격변과 지구의 역사
(Catastrophes And Earth History)
지질학은 찰스 라이엘(Charles Lyell)의 견고한 동일과정설을 포기하고, 지구의 역사에서 대격변설의 중요한 역할을 인정하기 시작했다.
1700 년대와 1800 년대 초에, 지질학 초기의 역사에서 대부분의 지질학자들은 격변론자들(catastrophists) 이었다. 그들은 암석이 격변적인 과정에 의해 형성된 것으로 해석했다. 그리고 그들 중 몇몇은 창조와 노아의 홍수를 기록하고 있는 성경을 그들의 지질학 이론의 기초로 삼았다 (Albritton 1989, Huggett 1990). 하지만 지질학 이론은 바뀌기 시작했다. 그리고 지구역사에 있어서 격변론적인 입장을 바꾸는데 가장 영향을 끼쳤던 두 명의 지질학자는 제임스 허튼(James Hutton)과 찰스 라이엘(Charles Lyell)이었다.
라이엘은 그의 책 '지질학의 원리 (Principles of Geology, 1830-1833)'에서 1세기 동안 지질학을 지배했던 동일과정설(uniformitarianism)의 개념을 정의했다. 라이엘에 의해서 정의된 동일과정설은 4 가지 개념을 포함하고 있다 (Gould 1984).
1) 자연의 법칙은 항상 같은 채로 내려오고 있다.
2) 우리가 오늘날 관찰하고 있는 지질학적 과정과 과거역사에서 발생한 모든 지질학적 사건들은 똑 같은 과정으로 일어났다.
3) 지질학적 과정은 수억 년의 광대한 기간동안 항상 똑같은 속도로 천천히, 꾸준히 일어났다 (점진주의, gradualism).
4) 지구는 지질학적 또는 생물학적 과정에 대한 지향 없이 한결같은 상태를 유지해오고 있다.
라이엘의 동일과정설은 곧 다른 이론을 능가했다. 그리고 그 후 10년 동안 지질 특성에 대한 격변적인 설명을 담고 있는 어떤 가설도 진지하게 받아들여질 기회를 가지지 못했다. 이 동일과정설은 전통적으로 종교적 편견을 넘어선 유효한 과학적 이론의 승리로 간주되었다. 그러나 재조사(Gould 1984, Rudwick 1972)는 성서적 격변론자가 라이엘과 다른 동일과정론자들 보다 더 신중한 과학자였다는 결론을 보여줬다. 굴드(Gould)와 루드윅(Rudwick)은 많은 초기 격변론자들에게 영감을 준 성서적 홍수 개념에 동의하지 않았다. 그러나 그들은 격변론자들이 데이터의 분석에 있어서 신중하고 객관적이었다고 지적한다. 지난 30년 동안 연구된 데이터들은 라이엘을 지지하기보다 몇몇 중요한 면에 있어서 격변론자를 지지하는 것으로 나타났다.
현대 지질학은 여전히 초기의 2 가지 동일과정설의 개념을 받아들이고 있다. 즉, 자연법칙은 항상 같은 채로 내려오고 있음과, 오늘날 우리가 관찰하는 같은 지질학적 작용(예를 들면, 바람과 물에 의한 퇴적물들의 퇴적)이 과거에도 또한 중요했다는 것이다. 하지만, 축적되어가는 데이터들은 더 이상 라이엘의 세 번째와 네 번째 개념을 지지하지 않는다. 지질학적 기록은 라이엘이 주장하듯이 비와 바람, 그리고 날씨의 변화에 의해 암석이 풍화되어 서서히 퇴적되는 느리고, 지속적이며, 점진적인 지질작용에 의해 형성되지 않았다. 격변적인 지질작용은 지구의 지질 특성을 형성하는 데 있어서 주요한 동인(動因)이었다. 그리고 지구는 라이엘의 지속적이고 점진적인 변화를 따르는 것이 아니라, 시대를 통하여 상당히 변화의 폭이 컸음을 말하고 있다.
라이엘과 그 당시의 격변론자들과의 차이는, 라이엘이 문화적으로 파생된 점진적인 철학(지질작용은 항상 느리고 일정한 속도로 일어난다)을 취해서 그것을 자연에 강제적으로 적용한 반면, 격변론자들은 암석에 대해 좀 더 신중하게 살펴보았었다는 것이다.
”점진주의는 라이엘과 다윈에 의해 결코 ”암석으로부터 증명되지 않았다”. 오히려 자연에 강제적으로 치우쳐져 부과되었다. 라이엘은 데이터로 얻을 수 없는 것들을 수사적 기교를 사용해서 얻었던 것이다.” (Gould 1984, pp. 14 & 16).
현대 지질학은 모든 생명체는 진화론적 과정을 통하여 형성되었다고 생각하는 사람들에게 필요한 수억 년이라는 시간을 제공하기 위하여, 광대한 기간에 걸쳐 지질학적 기록이 이루어졌다고 생각하고 있다. 하지만, 이제 라이엘의 완고한 점진적 동일과정설은 ”가설을 감추고, 그리고 점진주의의 교리에 합리적이고 경험적인 대안을 제시하는 것을 폐쇄시켜 버림으로서, 매우 심각한 부정적인 충격을 갖게 되었음을 인식하게 되었다.” (Gould 1984, p.15).
워싱턴주의 동부에 깎여져 있는 협곡, 혹은 저지대(coulees)가 서로 얽혀있는 지역은 지질학에서 점진주의의 완전한 지배를 깨뜨리는 데 있어서 중요한 역할을 했다 (Baker 1978, Gould 1984). 1920 년대에 지질학자 하렌 브레츠(J. Harlan Bretz)는 수로 암반용암 지대(Channeled Scablands, 아래 사진 참고)라고 불리던 이 지역에 나있는 수로를 연구하기 시작해서, 협곡은 서서히 침식되지 않았으며, 한 번의 거대한 홍수에 의해 빠르게 파여졌다는 증거를 발견했다. 그는 지질학 학회에 논문을 제출했으나, 다른 지질학자들은 그의 가설을 거부하면서, 보통의 격렬하지 않은 메커니즘으로 Scablands를 설명하려고 노력했다.
마침내, 1950년대에 홍수의 근원지는 북 아이다호와 북서부 몬태나의 로키산맥에 있는 계곡을 가득 메운 엄청난 빙하 호수인 미졸라 호수(Lake Missoula)라는 것이 밝혀졌다. 명백히 빙하 댐이 파괴되면서, 미졸라 호수의 물이 격변적으로 워싱턴 주의 동부를 가로질러 흘러갔고, 며칠 만에 콜롬비아 강 현무암층을 관통하는 1,000피트(300 m) 깊이의 협곡을 깎아 파내었던 것이다. 이것은 여러 번 일어났었다고 생각된다. 1960년대 중반까지 브레츠의 격변적인 가설은 완전히 받아들여졌고, 다른 지질학자들도 점점 더 빠른 속도로 전 지구적 규모의 격변적인 지질작용을 보여주는 암석 내의 다른 증거들을 인식하기 시작했다.
.암반용암 지대(Scablands). (사진 제공 Elaine Kennedy)
저탁암 (Turbidites, 수중의 경사진 면을 따라 물로 포화된 퇴적물의 흐름에 의해 몇 분 만에 형성되는 퇴적암)은 중요한 특징을 가진 지질학적 기록이다 (아래 사진 참고). 저탁류(turbidity currents)는 매우 완만한 사면을 따라서, 혹은 심지어 추진력이 형성되면 편평한 면을 따라서도 흐를 수 있다. 그리고 이 해류로 말미암아 수천 평방 마일을 차지하는 커다란 강 입구에 오늘날 저탁암의 해저 지역이 만들어졌다. 저탁암 지역은 미시시피 강 입구로부터 12,000 평방 마일을 차지하며, 허드슨 강에서는 8,000 평방 마일, 그리고 콩고 강에서는 20,000 평방 마일을 차지한다. 저탁암의 발견으로, 느리고 점진적인 퇴적물 축적으로 이전에 해석되었던 수천의 퇴적암이 저탁암으로 재해석되었다. 이러한 경향은 너무나 현저하여 저탁암 혁명이라고 불리게 되었다 (Walker 1973). 어떤 저탁암에는 커다란 암석이 들어 있는데, 100 톤까지의 쇄설물(clasts)들이 저탁암들에 의해 이동될 수 있는 것으로 추정되었다. 직경 1m 이상의 쇄설물들을 포함하고 있는 저탁암들이 미국 서부, 아라비아, 그리고 뉴 헤브라이즈(New Hebrides)를 포함한 몇몇 지역에서 발견되었다.
저탁암 (Turbidite.). (사진 제공 Elaine Kennedy)
쇄설류 (debris flows)는 가파른 사면이 필요하지 않은 느리고 덜 유동적인 흐름으로, 명백하게 무제한적인 크기의 쇄설물을 운반할 수 있다. 약간의 외래의 암석덩어리들이 종종 수천 km에서 최대 수백 km에 걸쳐 먼 거리를 이동했다 (Chadwick 1978, Conaghan 등 1976).
거각력암(megabreccia)은 또 다른 종류의 놀라운 퇴적암으로 직경이 1 m 보다 더 큰 각진 암석(쇄설물)이 더 미세한 물질과 더 작은 암석의 기질(matrix) 속에 들어있다 (아래 사진 참고). Chadwick(1978)은 매우 인상적인 수많은 거각력암 퇴적물에 관한 문헌을 재검토했다. 대부분의 이 퇴적물은 부력으로 암석 무게가 1/3까지 감소될 수 있으며, 마찰을 줄일 수 있는 물 속에서 발생된 것으로 여겨진다.
거각력암 (megabreccia). (Ariel Roth 사진 제공)
격변적 퇴적에 대한 인식 증대는 격변적일수도 있고, 혹은 비격변적일 수도 있는 여러 지질학적 현상들에 대한 인식에 의해 동반되었다. 그러나 이것들은 놀랄만치 전 세계적으로 균등성(uniformity)을 보여주고 있다. Ager(1981)는 자신의 책 [층서학적 기록의 특성(The Nature of the Stratigraphical Record)]에서 매우 광범위한 지질학적 지역에 걸쳐, 혹은 심지어 전 세계적으로 발견되는 지질주상도의 특정 부분에 대한 특징을 묘사했다. 예를 들면, 캄브리아기의 기저층에는 사실상 모든 지역에서 발견되는 기저 규암(basal quartzite)이 있는데, 전형적으로 정규암(orthoquartzite), 해록석 사암(glauconitic sandstones), 그리고 해양성 셰일과 얇은 석회암들에 의해 계속된다. 오르도비스기의 기저층에는, 유럽의 많은 지역과 아프리카에서 규암들이 현저하게 존재하는데, 아마도 그것보다 훨씬 더 광범위한 지역에 분포해 있을 것이다. 데본기에는 캐나다 동부에서 아이슬랜드 까지 계속 이어지는 지역과 북유럽에서 러시아에 걸친 지역에 대륙성 붉은 사암들(continental red sandstones)이 분포하고 있다. 데본기 후기에는 유럽을 관통해서 북 아프리카, 북아메리카와 호주에서는 나타나는 특징적인 종류의 화석을 가진 석회암 암초들(limestone reefs)이 발견된다.
Mississippian Redwall 석회암은 그랜드 캐년에서 유명한 절벽을 이루고 있는 지층이다. 비슷한 화석을 가진 이것과 똑같은 석회암 지층이 북아메리카에서 알래스카까지, 그리고 유럽을 가로질러 아시아까지 걸쳐서 쌓여있는 석탄기 초기 지층이다.
석탄기 후기의 석탄 퇴적층은 북아메리카의 동부로부터 러시아까지 비슷한 화석 내용과 더불어 기본적인 면에서 유사하다. 석탄퇴적 분포는 경도 170도 지역을 덮고 있다. (오늘날 북아메리카 동부와 러시아 지역의 같은 위도로서 지판 이동에 대해 조정했을 때는 130도 지역). 북아메리카 서부의 트라이아스기 지층은 일련의 적색지층 또는 붉게 얼룩진 지층이 특징적이다. 일련의 특징적인 트라이아스기의 적색 지층은 이러한 광범위한 위치 내에서 매우 유사한 특성을 가진 채 유럽을 가로질러 북아메리카의 동부와 멕시코, 그리고 다른 지역에서도 발견된다.
백악(chalk)은 매우 독특한 퇴적암으로, 지질주상도에서 제한된 영역에서만 발견되는 매우 순수한 코콜리드(해양성의 부유 생물로 쌍편모 조류의 석회질 골격 잔재물) 석회암이다. 영국에 있는 도버의 하얀 절벽은 검은 플린트(flints)를 포함하고 있는 후기 백악기의 백악이다. 사실상 같은 검은 플린트와 특징적인 화석을 가진 같은 층이 아일랜드로부터 미국 남부를 가로질러 러시아 남부에서 유럽의 많은 지역을 통과하여 호주에 있는 후기 백악기에서도 나타난다. ”약간의 중신세의 백악을 제외하고, 그것 전후로 그것과 비슷한 다른 어떠한 퇴적물도 없었다...”(Ager 1981). 그리고 그것은 또한 광범위하게 나타난다. Ager는 단지 그가 직접 보았던 퇴적층만 기술했으므로, 그가 기술했던 것보다 훨씬 더 광범위하게 이러한 독특한 암석지층들의 일부가 나타날 수도 있을 것이다.
요약하자면, 지질주상도의 여러 부분에는 매우 광범위한 지역을 덮고 있는 특징적인 퇴적층들이 나타난다는 것이다. 이들은 지질주상도의 다른 부분에 있는 퇴적지층들과 자주 확연히 구분된다.
그렇게 지리적으로 광범위한 지층들은 고생대와 중생대 지층에서는 보편적인 특징이다. 그러나 오늘날의 세계에서 이러한 퇴적지층을 형성했을 것으로 추정되는 종류의 환경은 매우 적은 지역에서만 나타난다. 사실상 오늘날 그렇게 광범위한 지층을 형성할 수 있는 어떤 유사한 것도 없다. 많은 고생대와 중생대 퇴적지층들의 엄청난 지리적 광범위함은, 오늘날 유사한 퇴적환경에 의해 제공될 수 있는 것과는 매우 다른 설명이 요구되어진다.
거대한 지역에 대한 암석 기록에 관한 연구는 북아메리카를 가로지른 6 개의 퇴적 주기에서 흥미 있는 패턴을(아래 그림 참고)을 확인했다. 이것들은 어떤 암석에 의해서 나타나지 않은, 부정합(unconformities)이나 시간에 의해서 대륙중앙에서 분리되었다.(Dott and Batten 1988). 같은 패턴이 약간의 미세한 변화만 가진 채, 전세계적으로 연속되는 것처럼 보인다(Dott and Batten 1988). 이 현상은 격변론적 관점에서 아직 충분히 이해되지 않았기 때문에 더 많은 연구가 이루어져야 한다.
.북아메리카를 가로지르는 암석 기록과 주된 부정합 (Dott and Batten 1988). 좌측의 화살표는 대량 멸종을 의미한다. (Albritton 1989 자료로부터).
화석 기록의 여러 단계에서 동물의 대량 멸종이 나타난다 (좌측에 있는 수치 참고). 각각의 대량 멸종에서 화석으로 흔하게 나타나는 많은 그룹의 동물들이 끝나고, 화석 기록에서 다시 나타나지 않는다. 이러한 세계적 대량 멸종 가운데 가장 유명한 것은 백악기의 말기에서 발견된다. 이 지점에서 공룡과 다른 중생대의 파충류들, 많은 종류의 해양성 무척추동물들이 사라진다. 지구 역사의 격변적인 과정에 대한 인식이 증가함에 따라, 적어도 이러한 멸종의 일부는 아마도 격변적인 사건에 의해 기인된 것으로 받아들여졌다 (Glen 1990, Gore 1989, Gould 1989 참고). 인기 있는 가설로서 어떤 멸종은 지구에 운석 또는 소행성의 충돌로 일어났다는 것이다. 이러한 격변적 사건은 40년 전만 하더라도 결코 과학사회에서 진지하게 고려되지 않았으나, 많은 증거들을 통해 격변적 사건이 과거에 지각을 형성하는 데 있어서 중요한 역할을 했다는 인식을 이끌어냈다.
LITERATURE CITED
.Ager, D. V. 1981. The Nature of the Stratigraphical Record. John Wiley and Sons, NY.
.Albritton, C. C., Jr. 1989. Catastrophic Episodes in Earth History. Chapman and Hall, NY.
.Baker, V. R. 1978. The Spokane flood controversy and the Martian outflow channels. Science 202:1249-1256.
.Chadwick, A. V. 1978. Megabreccias: evidence for catastrophism. Origins 5:39-46.
.Conaghan, P. J., E. W. Mountjoy, D. R. Edgecombe, J. A. Talent, and D. E. Owen. 1976. Nyubrigyn algal reefs (Devonian), eastern Australia: allochthonous blocks and megabreccias. Geological Society of America Bulletin 87:515-530.
.Dott, R. H., Jr., and R. L. Batten. 1988. Evolution of the Earth. McGraw-Hill Book Co., NY.
.Glen, W. 1990. What killed the dinosaurs? American Scientist 78:354-370.
.Gore, R. 1989. Extinctions. National Geographic 175(6):662-698.
.Gould, S. J. 1984. Toward the vindication of punctional change. In Berggren, W. A. and J. A. Van Couvering (eds.), Catastrophes and Earth History: The New Uniformitarianism. Princeton University Press, Princeton, NJ.
.Gould, S. J. 1989. An asteroid to die for. Discover 10(10):60-65.
.Huggett, R. 1990. Catastrophism: Systems of Earth History. Edward Arnold, NY.
.Rudwick, M. J. S. 1972. The Meaning of Fossils: Episodes in the History of Paleontology. McDonald, NY.
.Walker, R. G. 1973. Mopping up the turbidite mess. In R. N. Ginsburg, (ed.), Evolving Concepts in Sedimentology. Johns Hopkins University Press, Baltimore, MD.
번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.grisda.org/georpts/1701.htm
출처 - Geoscience Reports 17:1-4, Winter 1994.
구분 - 3
옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=716
참고 :
대격변과 지구의 역사
(Catastrophes And Earth History)
지질학은 찰스 라이엘(Charles Lyell)의 견고한 동일과정설을 포기하고, 지구의 역사에서 대격변설의 중요한 역할을 인정하기 시작했다.
1700 년대와 1800 년대 초에, 지질학 초기의 역사에서 대부분의 지질학자들은 격변론자들(catastrophists) 이었다. 그들은 암석이 격변적인 과정에 의해 형성된 것으로 해석했다. 그리고 그들 중 몇몇은 창조와 노아의 홍수를 기록하고 있는 성경을 그들의 지질학 이론의 기초로 삼았다 (Albritton 1989, Huggett 1990). 하지만 지질학 이론은 바뀌기 시작했다. 그리고 지구역사에 있어서 격변론적인 입장을 바꾸는데 가장 영향을 끼쳤던 두 명의 지질학자는 제임스 허튼(James Hutton)과 찰스 라이엘(Charles Lyell)이었다.
라이엘은 그의 책 '지질학의 원리 (Principles of Geology, 1830-1833)'에서 1세기 동안 지질학을 지배했던 동일과정설(uniformitarianism)의 개념을 정의했다. 라이엘에 의해서 정의된 동일과정설은 4 가지 개념을 포함하고 있다 (Gould 1984).
1) 자연의 법칙은 항상 같은 채로 내려오고 있다.
2) 우리가 오늘날 관찰하고 있는 지질학적 과정과 과거역사에서 발생한 모든 지질학적 사건들은 똑 같은 과정으로 일어났다.
3) 지질학적 과정은 수억 년의 광대한 기간동안 항상 똑같은 속도로 천천히, 꾸준히 일어났다 (점진주의, gradualism).
4) 지구는 지질학적 또는 생물학적 과정에 대한 지향 없이 한결같은 상태를 유지해오고 있다.
라이엘의 동일과정설은 곧 다른 이론을 능가했다. 그리고 그 후 10년 동안 지질 특성에 대한 격변적인 설명을 담고 있는 어떤 가설도 진지하게 받아들여질 기회를 가지지 못했다. 이 동일과정설은 전통적으로 종교적 편견을 넘어선 유효한 과학적 이론의 승리로 간주되었다. 그러나 재조사(Gould 1984, Rudwick 1972)는 성서적 격변론자가 라이엘과 다른 동일과정론자들 보다 더 신중한 과학자였다는 결론을 보여줬다. 굴드(Gould)와 루드윅(Rudwick)은 많은 초기 격변론자들에게 영감을 준 성서적 홍수 개념에 동의하지 않았다. 그러나 그들은 격변론자들이 데이터의 분석에 있어서 신중하고 객관적이었다고 지적한다. 지난 30년 동안 연구된 데이터들은 라이엘을 지지하기보다 몇몇 중요한 면에 있어서 격변론자를 지지하는 것으로 나타났다.
현대 지질학은 여전히 초기의 2 가지 동일과정설의 개념을 받아들이고 있다. 즉, 자연법칙은 항상 같은 채로 내려오고 있음과, 오늘날 우리가 관찰하는 같은 지질학적 작용(예를 들면, 바람과 물에 의한 퇴적물들의 퇴적)이 과거에도 또한 중요했다는 것이다. 하지만, 축적되어가는 데이터들은 더 이상 라이엘의 세 번째와 네 번째 개념을 지지하지 않는다. 지질학적 기록은 라이엘이 주장하듯이 비와 바람, 그리고 날씨의 변화에 의해 암석이 풍화되어 서서히 퇴적되는 느리고, 지속적이며, 점진적인 지질작용에 의해 형성되지 않았다. 격변적인 지질작용은 지구의 지질 특성을 형성하는 데 있어서 주요한 동인(動因)이었다. 그리고 지구는 라이엘의 지속적이고 점진적인 변화를 따르는 것이 아니라, 시대를 통하여 상당히 변화의 폭이 컸음을 말하고 있다.
라이엘과 그 당시의 격변론자들과의 차이는, 라이엘이 문화적으로 파생된 점진적인 철학(지질작용은 항상 느리고 일정한 속도로 일어난다)을 취해서 그것을 자연에 강제적으로 적용한 반면, 격변론자들은 암석에 대해 좀 더 신중하게 살펴보았었다는 것이다.
현대 지질학은 모든 생명체는 진화론적 과정을 통하여 형성되었다고 생각하는 사람들에게 필요한 수억 년이라는 시간을 제공하기 위하여, 광대한 기간에 걸쳐 지질학적 기록이 이루어졌다고 생각하고 있다. 하지만, 이제 라이엘의 완고한 점진적 동일과정설은 ”가설을 감추고, 그리고 점진주의의 교리에 합리적이고 경험적인 대안을 제시하는 것을 폐쇄시켜 버림으로서, 매우 심각한 부정적인 충격을 갖게 되었음을 인식하게 되었다.” (Gould 1984, p.15).
워싱턴주의 동부에 깎여져 있는 협곡, 혹은 저지대(coulees)가 서로 얽혀있는 지역은 지질학에서 점진주의의 완전한 지배를 깨뜨리는 데 있어서 중요한 역할을 했다 (Baker 1978, Gould 1984). 1920 년대에 지질학자 하렌 브레츠(J. Harlan Bretz)는 수로 암반용암 지대(Channeled Scablands, 아래 사진 참고)라고 불리던 이 지역에 나있는 수로를 연구하기 시작해서, 협곡은 서서히 침식되지 않았으며, 한 번의 거대한 홍수에 의해 빠르게 파여졌다는 증거를 발견했다. 그는 지질학 학회에 논문을 제출했으나, 다른 지질학자들은 그의 가설을 거부하면서, 보통의 격렬하지 않은 메커니즘으로 Scablands를 설명하려고 노력했다.
마침내, 1950년대에 홍수의 근원지는 북 아이다호와 북서부 몬태나의 로키산맥에 있는 계곡을 가득 메운 엄청난 빙하 호수인 미졸라 호수(Lake Missoula)라는 것이 밝혀졌다. 명백히 빙하 댐이 파괴되면서, 미졸라 호수의 물이 격변적으로 워싱턴 주의 동부를 가로질러 흘러갔고, 며칠 만에 콜롬비아 강 현무암층을 관통하는 1,000피트(300 m) 깊이의 협곡을 깎아 파내었던 것이다. 이것은 여러 번 일어났었다고 생각된다. 1960년대 중반까지 브레츠의 격변적인 가설은 완전히 받아들여졌고, 다른 지질학자들도 점점 더 빠른 속도로 전 지구적 규모의 격변적인 지질작용을 보여주는 암석 내의 다른 증거들을 인식하기 시작했다.
.암반용암 지대(Scablands). (사진 제공 Elaine Kennedy)
저탁암 (Turbidites, 수중의 경사진 면을 따라 물로 포화된 퇴적물의 흐름에 의해 몇 분 만에 형성되는 퇴적암)은 중요한 특징을 가진 지질학적 기록이다 (아래 사진 참고). 저탁류(turbidity currents)는 매우 완만한 사면을 따라서, 혹은 심지어 추진력이 형성되면 편평한 면을 따라서도 흐를 수 있다. 그리고 이 해류로 말미암아 수천 평방 마일을 차지하는 커다란 강 입구에 오늘날 저탁암의 해저 지역이 만들어졌다. 저탁암 지역은 미시시피 강 입구로부터 12,000 평방 마일을 차지하며, 허드슨 강에서는 8,000 평방 마일, 그리고 콩고 강에서는 20,000 평방 마일을 차지한다. 저탁암의 발견으로, 느리고 점진적인 퇴적물 축적으로 이전에 해석되었던 수천의 퇴적암이 저탁암으로 재해석되었다. 이러한 경향은 너무나 현저하여 저탁암 혁명이라고 불리게 되었다 (Walker 1973). 어떤 저탁암에는 커다란 암석이 들어 있는데, 100 톤까지의 쇄설물(clasts)들이 저탁암들에 의해 이동될 수 있는 것으로 추정되었다. 직경 1m 이상의 쇄설물들을 포함하고 있는 저탁암들이 미국 서부, 아라비아, 그리고 뉴 헤브라이즈(New Hebrides)를 포함한 몇몇 지역에서 발견되었다.
저탁암 (Turbidite.). (사진 제공 Elaine Kennedy)
쇄설류 (debris flows)는 가파른 사면이 필요하지 않은 느리고 덜 유동적인 흐름으로, 명백하게 무제한적인 크기의 쇄설물을 운반할 수 있다. 약간의 외래의 암석덩어리들이 종종 수천 km에서 최대 수백 km에 걸쳐 먼 거리를 이동했다 (Chadwick 1978, Conaghan 등 1976).
거각력암(megabreccia)은 또 다른 종류의 놀라운 퇴적암으로 직경이 1 m 보다 더 큰 각진 암석(쇄설물)이 더 미세한 물질과 더 작은 암석의 기질(matrix) 속에 들어있다 (아래 사진 참고). Chadwick(1978)은 매우 인상적인 수많은 거각력암 퇴적물에 관한 문헌을 재검토했다. 대부분의 이 퇴적물은 부력으로 암석 무게가 1/3까지 감소될 수 있으며, 마찰을 줄일 수 있는 물 속에서 발생된 것으로 여겨진다.
거각력암 (megabreccia). (Ariel Roth 사진 제공)
격변적 퇴적에 대한 인식 증대는 격변적일수도 있고, 혹은 비격변적일 수도 있는 여러 지질학적 현상들에 대한 인식에 의해 동반되었다. 그러나 이것들은 놀랄만치 전 세계적으로 균등성(uniformity)을 보여주고 있다. Ager(1981)는 자신의 책 [층서학적 기록의 특성(The Nature of the Stratigraphical Record)]에서 매우 광범위한 지질학적 지역에 걸쳐, 혹은 심지어 전 세계적으로 발견되는 지질주상도의 특정 부분에 대한 특징을 묘사했다. 예를 들면, 캄브리아기의 기저층에는 사실상 모든 지역에서 발견되는 기저 규암(basal quartzite)이 있는데, 전형적으로 정규암(orthoquartzite), 해록석 사암(glauconitic sandstones), 그리고 해양성 셰일과 얇은 석회암들에 의해 계속된다. 오르도비스기의 기저층에는, 유럽의 많은 지역과 아프리카에서 규암들이 현저하게 존재하는데, 아마도 그것보다 훨씬 더 광범위한 지역에 분포해 있을 것이다. 데본기에는 캐나다 동부에서 아이슬랜드 까지 계속 이어지는 지역과 북유럽에서 러시아에 걸친 지역에 대륙성 붉은 사암들(continental red sandstones)이 분포하고 있다. 데본기 후기에는 유럽을 관통해서 북 아프리카, 북아메리카와 호주에서는 나타나는 특징적인 종류의 화석을 가진 석회암 암초들(limestone reefs)이 발견된다.
Mississippian Redwall 석회암은 그랜드 캐년에서 유명한 절벽을 이루고 있는 지층이다. 비슷한 화석을 가진 이것과 똑같은 석회암 지층이 북아메리카에서 알래스카까지, 그리고 유럽을 가로질러 아시아까지 걸쳐서 쌓여있는 석탄기 초기 지층이다.
석탄기 후기의 석탄 퇴적층은 북아메리카의 동부로부터 러시아까지 비슷한 화석 내용과 더불어 기본적인 면에서 유사하다. 석탄퇴적 분포는 경도 170도 지역을 덮고 있다. (오늘날 북아메리카 동부와 러시아 지역의 같은 위도로서 지판 이동에 대해 조정했을 때는 130도 지역). 북아메리카 서부의 트라이아스기 지층은 일련의 적색지층 또는 붉게 얼룩진 지층이 특징적이다. 일련의 특징적인 트라이아스기의 적색 지층은 이러한 광범위한 위치 내에서 매우 유사한 특성을 가진 채 유럽을 가로질러 북아메리카의 동부와 멕시코, 그리고 다른 지역에서도 발견된다.
백악(chalk)은 매우 독특한 퇴적암으로, 지질주상도에서 제한된 영역에서만 발견되는 매우 순수한 코콜리드(해양성의 부유 생물로 쌍편모 조류의 석회질 골격 잔재물) 석회암이다. 영국에 있는 도버의 하얀 절벽은 검은 플린트(flints)를 포함하고 있는 후기 백악기의 백악이다. 사실상 같은 검은 플린트와 특징적인 화석을 가진 같은 층이 아일랜드로부터 미국 남부를 가로질러 러시아 남부에서 유럽의 많은 지역을 통과하여 호주에 있는 후기 백악기에서도 나타난다. ”약간의 중신세의 백악을 제외하고, 그것 전후로 그것과 비슷한 다른 어떠한 퇴적물도 없었다...”(Ager 1981). 그리고 그것은 또한 광범위하게 나타난다. Ager는 단지 그가 직접 보았던 퇴적층만 기술했으므로, 그가 기술했던 것보다 훨씬 더 광범위하게 이러한 독특한 암석지층들의 일부가 나타날 수도 있을 것이다.
요약하자면, 지질주상도의 여러 부분에는 매우 광범위한 지역을 덮고 있는 특징적인 퇴적층들이 나타난다는 것이다. 이들은 지질주상도의 다른 부분에 있는 퇴적지층들과 자주 확연히 구분된다.
그렇게 지리적으로 광범위한 지층들은 고생대와 중생대 지층에서는 보편적인 특징이다. 그러나 오늘날의 세계에서 이러한 퇴적지층을 형성했을 것으로 추정되는 종류의 환경은 매우 적은 지역에서만 나타난다. 사실상 오늘날 그렇게 광범위한 지층을 형성할 수 있는 어떤 유사한 것도 없다. 많은 고생대와 중생대 퇴적지층들의 엄청난 지리적 광범위함은, 오늘날 유사한 퇴적환경에 의해 제공될 수 있는 것과는 매우 다른 설명이 요구되어진다.
거대한 지역에 대한 암석 기록에 관한 연구는 북아메리카를 가로지른 6 개의 퇴적 주기에서 흥미 있는 패턴을(아래 그림 참고)을 확인했다. 이것들은 어떤 암석에 의해서 나타나지 않은, 부정합(unconformities)이나 시간에 의해서 대륙중앙에서 분리되었다.(Dott and Batten 1988). 같은 패턴이 약간의 미세한 변화만 가진 채, 전세계적으로 연속되는 것처럼 보인다(Dott and Batten 1988). 이 현상은 격변론적 관점에서 아직 충분히 이해되지 않았기 때문에 더 많은 연구가 이루어져야 한다.
.북아메리카를 가로지르는 암석 기록과 주된 부정합 (Dott and Batten 1988). 좌측의 화살표는 대량 멸종을 의미한다. (Albritton 1989 자료로부터).
화석 기록의 여러 단계에서 동물의 대량 멸종이 나타난다 (좌측에 있는 수치 참고). 각각의 대량 멸종에서 화석으로 흔하게 나타나는 많은 그룹의 동물들이 끝나고, 화석 기록에서 다시 나타나지 않는다. 이러한 세계적 대량 멸종 가운데 가장 유명한 것은 백악기의 말기에서 발견된다. 이 지점에서 공룡과 다른 중생대의 파충류들, 많은 종류의 해양성 무척추동물들이 사라진다. 지구 역사의 격변적인 과정에 대한 인식이 증가함에 따라, 적어도 이러한 멸종의 일부는 아마도 격변적인 사건에 의해 기인된 것으로 받아들여졌다 (Glen 1990, Gore 1989, Gould 1989 참고). 인기 있는 가설로서 어떤 멸종은 지구에 운석 또는 소행성의 충돌로 일어났다는 것이다. 이러한 격변적 사건은 40년 전만 하더라도 결코 과학사회에서 진지하게 고려되지 않았으나, 많은 증거들을 통해 격변적 사건이 과거에 지각을 형성하는 데 있어서 중요한 역할을 했다는 인식을 이끌어냈다.
LITERATURE CITED
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번역 - 미디어위원회
링크 - http://www.grisda.org/georpts/1701.htm
출처 - Geoscience Reports 17:1-4, Winter 1994.
구분 - 3
옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=716
참고 :