왜 우리나라에 공룡화석이 많은가?
1. 궁금함의 시작
주위에 공룡에 관심이 많은 어린 아이들이 많이 있는 것 같습니다. 그 길고 발음하기도 어려운 이름을 줄줄 외는 경우도 흔치 않습니다. 서대문 자연사 박물관에 들렀다가 공룡에 관한 궁금증이 생겼습니다.
우리나라는 세계 3대 화석지라고 할 정도로 공룡 화석이 많다고 하는데 왜 인지 찾아보았습니다.
http://www.ohmynews.com/NWS_Web/view/at_pg.aspx?cntn_cd=A0000219813
출처 : http://www.heritage.go.kr/heri/idx/index.do
2. 공룡이 살았던 시대
우선 공룡이 생존했던 시기를 알아보았습니다.
지질시대로 구분한 지구의 역사는 선캄브리아 시대 - 고생대 - 중생대 - 신생대로 이어지는데 공룡은 이 중 중생대 초기인 트라이아스기에 출연해서 쥐라기를 거쳐 백악기까지 살다가 멸종하였습니다.
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A7%80%EC%A7%88_%EC%8B%9C%EB%8C%80
공룡이 살았던 중생대는 1억 8000만년 동안 지속되어 기후에 변화 있었지만 일반적으로 온도가 높았으며 빙하기도 없었다고 합니다.
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A4%91%EC%83%9D%EB%8C%80#%EA%B8%B0%ED%9B%84
따라서 공룡은 따뜻한 기후에서 살았다는 것을 알 수 있습니다. 공룡의 멸종의 원인이 추위 때문이라는 학설도 있을 정도입니다.
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B3%B5%EB%A3%A1#%EC%B6%94%EC%9C%84%EC%84%A4
제가 학교를 다닐 때만 하더라도 공룡은 파충류이고 변온동물이라고 배웠습니다. 그래서 공룡은 온난했던 중생대의 기후에서 살았다는 것이 상식적입니다.
그런데 말입니다.
현재 한반도는 남한만 보더라도 4계절이 뚜렷한 북위 약 33도에서 38도 사이에 위치해 있습니다. 한반도의 겨울에는 야생의 변온동물은 보통 겨울잠을 잡니다. 그래서 현재 기준으로는 공룡이 살기에 어려움이 있는 기후 조건입니다. 공룡이 철새처럼 이동을 하거나 겨울잠을 자지 않는다면 말입니다.
그래서 한반도에 공룡이 살았다면 일년내내 따뜻한 기후 조건이 주어져야 합니다. 단 공룡이 변온동물이라면 말입니다.
물론 공룡이 변온동물이 아니다 라는 최근의 연구도 많이 있는 것 같습니다.
http://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=245919
http://mdl.dongascience.com/magazine/view/S199503N010
https://www.sciencetimes.co.kr/?p=106446&cat=36&post_type=news&paged=772
https://news.joins.com/article/18857795
http://pub.chosun.com/client/news/viw.asp?cate=C01&mcate=M1004&nNewsNumb=20151118696&nidx=18697
https://namu.wiki/w/%EA%B3%B5%EB%A3%A1#s-6
그러나 공룡이 따뜻한 기후에 살았던 변온동물이었다고 생각하고 중생대 한반도의 위치를 알아보았습니다.
3. 중생대 한반도의 위치
아래의 기사들을 종합해 보면 (판 구조론에 의하자면)
중생대 초기인 트라이아스기 중생대 말기인 백악기에 걸친 기간동안
한반도의 남쪽 부분은 적도 근처의 남반구에 있다가 북상하였고
한반도의 북쪽 부분은 지금보다 북쪽에 있다가 남하해서 합쳐진 것으로 보입니다.
(판 구조론 https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%8C%90_%EA%B5%AC%EC%A1%B0%EB%A1%A0)
따라서 한반도는 중생대 백악기에 이르러 현재의 장소에 위치하게 되었다고 할 수 있을 것 같습니다.
최근 10년간 연구 결과에 따르면 한반도는 크게 세 단계의 진화 과정을 거쳤다. 현재 한반도를 구성하는 작은 땅덩어리들은 원래 서로 멀리 떨어져 있었다(선캄브리아기∼중생대 트라이아스기). 작은 땅덩어리들은 물 위를 떠돌다가 드러나기도 하고 물 속에 잠기기도 하면서 조금씩 이동했다. 그러다가 이들이 하나의 땅덩어리로 합쳐졌다(중생대 쥐라기∼신생대 전기). 이때는 지금의 한반도와 지리적, 지형적으로 많이 달랐다. 한반도는 중국에 붙은 하나의 땅덩어리였고, 일본열도는 바다에 잠겨 한반도의 동쪽에 붙어 있었다. 차츰 한반도와 주변 해저는 강력한 조산운동을 받으면서 접히고, 찢어지고, 융기하고, 침강하는 복잡한 변형 과정을 거쳤다. 결국 한반도에서 일본열도가 분리되면서 지금의 동해가 형성되고 한반도가 현재의 모습을 갖추게 됐다(신생대 중기∼현재). 화산 활동으로 백두산과 한라산이 생기고 동해에서 울릉도, 독도가 생긴 것도 이때다.
고생대에 적도의 바다 밑에 있었던 한반도는 고생대 말에 육지가 되었으며, 조금씩 북쪽으로 이동하여 중생대 말에는 현재의 위치에서 중국, 일본과 하나의 대륙으로 붙어 있었다. 한반도는 중생대 쥐라기에 큰 조산운동으로 지각이 크게 휘어지고 변형되었으며, 그 결과 한반도에는 거대한 호수들이 생겨났고, 백악기에는 서해와 전라남도 등에 호수가 많았다. 중생대 백악기의 한반도는 온화한 기후로 식물들이 많았으며, 한반도 남부는 거대한 호수를 중심으로 한 안정된 환경이 조성되어 공룡들이 살아가기에 좋았다. 백악기 공룡의 흔적은 호수에 쌓였던 퇴적층에 남아 발자국 화석으로 발견되고 있다. 하지만 온화한 기후에서는 공룡 뼈 화석이 발견되기 힘든데, 공룡 뼈 화석이 만들어지기 위해서는 갑작스런 지형의 변화로 공룡이 순간적으로 땅 속에 묻혀야 하기 때문이다. 이 때문에 우리 나라에서는 완전한 공룡 뼈 화석이 아직까지 발견되지 않고 있다.
과학자들에 따르면, 중생대 트라이아스기에 한반도는 지금보다 훨씬 북쪽에 위치했다. 따라서 조금 추운 날씨였다. 그러나 쥐라기 중기부터 서서히 남하해 백악기 말기에는 지금과 비슷한 위치에 자리잡게 되었다. 덕분에 한반도는 ‘공룡들의 천국’이었을 것으로 추정된다. 1980년대부터 한반도 곳곳에서 발견되는 공룡 발자국 수천 개가 좋은 증거다.
한반도가 한때 남반구와 적도 근처에 있었음을 알려주는 결정적 단서는 암석에 남아있는 고 지자기이다. 고 지자기란 녹은 암석이 굳기 직전 당시의 지구 자기 방향을 기억한 것이다. 지자기의 방향은 시대에 따라 끊임없이 변하기 때문에 어떤 암석이 간직한 고 지자기를 알면, 그 암석이 언제 어떤 위도에서 처음으로 굳었는지를 알 수 있다.
고생대 때 한반도는 남반구에 위치한 곤드와나대륙의 북쪽에 자리잡았다. 고생대 후기에 들어 맨틀로부터 엄청난 규모의 열덩어리가 올라오면서, 곤드와나대륙이 하나씩 붕괴하기 시작한다. 이윽고 약 2억 6000만 년 전 곤드와나대륙 북쪽 가장자리에서 두개의 작은 땅덩어리들이 떨어져 나가 북쪽으로 먼 여행에 나섰다. 이 땅덩어리들은 1억 8천만년 전 함께 부닥치고 회전하고 봉합함으로써 중한지괴(한·중·일의 주요부를 구성하는 땅덩어리)를 이루게 된다. 중한지괴는 계속 북상하다가 마침내 중생대 백악기 초인 1억 2000만 년 전 남하하던 로라시아대륙의 시베리아지괴와 충돌함으로써, 오늘날 유라시아 모습이 완성되었다.<그림 ‘한반도 형성과정’ 참조>
출처 : http://ecotopia.hani.co.kr/1932
4. 중생대 한반도의 기후
중생대 트라이아스기 한반도의 남쪽 부분이 적도근처에 있기도 했지만 공룡 발자국 등의 화석이 많이 남아있는 백악기 초의 한반도는 지금의 위치와 크게 변함없는 것 같습니다.
그러므로 백악기의 한반도의 기후가 따뜻했다고 생각할 수 있을 것 같습니다.
그런데 백악기 따뜻한 기후는 한반도뿐만 아니라 전 지구적인 현상이었던 것으로 보입니다. 그래서 공룡은 어디에서 든 살기 좋은 기후가 갖춰 졌을 것 같습니다.
다시 처음의 왜 우리나라에 공룡 화석이 많은가 라는 질문이 여전히 남습니다.
그래서 질문을 나눠서 먼저 '어떤 화석이 많은가?'와 '왜 우리나라에 화석이 많은가?'에 대한 내용을 찾아보았습니다.
백악기 공원, 한반도
한반도의 백악기 지층에는 우리의 상상 이상으로 공룡알, 뼈, 발자국 등의 화석이 많이 남아있다. 특히 거의 공룡이 멸종하기 직전, 백악기 최후기의 공룡 화석 및 다양한 새와 익룡의 흔적까지도 풍부하다는 사실은 백악기 당시의 한반도가 동물의 낙원이었음을 지시한다. 한반도의 공룡 화석들이 국제적인 학술적·문화적 가치를 지니고 있다는 것은 의심의 여지가 없으며 아직도 발굴되기를 기다리는 화석들이 한반도 도처에 숨어 있다. 국민적 관심과 고생물학 저변이 확대되어 공룡화석뿐 아니라 연관되는 기타(익룡, 거북, 악어, 새 등) 화석에 대한 연구가 더 활성화된다면 백악기의 한반도 공룡과 중생대 파충류의 진화에 대한 이해가 한층 높아질 것이다.
우리가 잘 아는 공룡이 살았던 때는 중생대다. 그 때는 지금보다 대기 중에 온실가스도 많았고 기온도 지금보다 훨씬 더 높았던 시기다. 공룡이 유지했던 그 큰 덩치는 알고 보면 따뜻한 기후의 산물이었던 것이다.
http://www.hayek.or.kr/bbs/pop_bbsPrint.php?cid=liber_choisn&idx=709
백악기에 와서는 온난 습윤한 기후가 절정에 달해 가장 따뜻한 시기가 속되다가 말기에 다시 한랭한 기후로 변하였다.
백악기 전반에 걸쳐 기온은 다시 상승하였다. 백악기 시기 왕성하게 일어났던 화산 활동으로 인해 이산화탄소가 증가하였기 때문이다.
...
당시의 기온이 얼마나 온난하였는가는 알래스카나 그린란드에서 발견되는 식물 화석과 남위 75도 지점이었던 남극 대륙에서 공룡의 화석이 발견되는 것으로 미루어 짐작할 수 있다. 적도에서 극점까지 기온 변위가 매우 적은 기후로 인해 바람 역시 잔잔하였다. 이 때문에 해양의 용승 역시 오늘날에 비해 적었는데, 검은 셰일이 전 세계적으로 형성된 점, 그리고 해양의 산소 결핍 사태가 있었다는 점을 이의 증거로 제시할 수 있다. 해수면 온도는 평균 약 37 °C였을 것으로 추정되며 더운 곳은 42 °C에 이르렀을 것으로 추정된다. 이는 현재의 해수면 온도에 비해 약 17 °C 정도 높은 수치이다. 심해역시 오늘날에 비해 15 - 20 °C 정도 높았을 것으로 추정된다.
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B0%B1%EC%95%85%EA%B8%B0#%EA%B8%B0%ED%9B%84
5. 어떤 화석이 많은가?
주로 공룡 발자국이 발견되었고 익룡 발자국 등도 있다고 합니다. 공룡 발자국의 산출 밀도는 전 세계에서 가장 높다고 말할 수 있을 정도로 많다고 합니다.
특히 고성은 2,100여 족의 공룡발자국 화석 등 전체 5,000여 족 발자국이 발견되어 세계 3대 공룡발자국 산지로서 전 세계적으로 공인된 상태라고 합니다.
그러나 이에 반해 뼈 화석은 발견된 것이 3점이고 그나마 온전한 형태로 발굴된 것은 비교적 최근인 2014년에 발견된 육식 공룡의 뼈 화석이 라고 합니다.
(경남) 고성 덕명리 공룡과 새발자국 화석산지
(경남) 함안외암리공룡발자국화석
(경남) 진주 가진리 새발자국과 공룡발자국화석 산지
(울산) 울주 대곡리 공룡발자국 화석
(울산) 울주 반구대 암각화 주변서 공룡발자국 화석 30점 확인
(울산) 유곡동 공룡발자국 화석
(전남) 해남 우항리 공룡·익룡·새발자국화석 산지
(전남) 화순 서유리 공룡발자국화석 산지
(전남) 여수 낭도리 공룡발자국화석 산지 및 퇴적층
(경북) 의성 제오리 공룡발자국화석 산지
(전북) 군산 산북동 공룡과 익룡발자국 화석산지
하지만 풍부하게 산출되는 공룡발자국 화석에 비해 골격 화석의 산출은 아직 미미하다. 그 이유는 지층들이 소규모로 드러나 있어 공룡뼈 발견이 쉽지 않은 까닭도 있겠지만 가장 중요한 것은 지금까지 체계적인 탐사가 이루어지지 않았기 때문이다.
...
1999년 봄 예상치 않게 경기도 시화호 주변에 아주 조그맣게 분포된 중생대 지층에서 3백여개 이상의 공룡알이 무더기로 발견됐다. 공룡알은 모두 원형이며 보존 상태가 매우 양호했다. 이곳에는 최소한 세종류의 공룡알이 3-12개(지름 11-15cm)씩 모여 둥지를 이루면서 여러층에서 산출된다. 따라서 과거 이곳은 공룡들이 빈번하게 찾아와 알을 낳은 집단 산란지였음을 알 수 있다. 이렇듯 공룡알 둥지가 대규모로 발견된 것은 전세계적으로 매우 드문 일로 현재 연구팀은 경기도와 화성군의 지원을 받아 시화호 일대를 체계적으로 조사하고 있다.
우리나라에서 처음으로 발견된 공룡뼈는 1973년 경북 의성 탑리에서 발굴돼 현재 경북대학교에 보관중인 용각류의 왼쪽 윗팔뼈 윗부분이다. 그러나 유감스럽게도 이 뼈에는 공룡의 이름을 밝힐 수 있는 특징이 보존되지 않아 공룡이름이 부여되지 못했다. 이 외에 용각류 화석으로 경남 진주 유수리에서 발견된 3종류의 이빨이 있다. 조그만 이빨이긴 하지만 이 화석은 한반도에도 다양한 용각류가 서식하고 있었음을 알려준다. 특히 전기 백악기 용각류는 전세계적으로 많이 발견되지 않기 때문에 비록 이빨화석이지만 진화학적으로 매우 중요하다.
...
1998년 용각류 어깨뼈로 추정되는 뼈가 의성 고속도로 매표소의 경사진 산자락에 박혀있는 있는 채로 발견됐다. 길이가 약 1m로 매우 큰 뼈인데, 발견 당시 유감스럽게도 뼈의 반쪽은 도로 개설 때 이미 잘려나간 상태였다.
2014년 경남 하동의 땅 속에서 1억2000만년 전 육식공룡의 뼈 화석이 국내 처음 나왔다. 국립문화재연구소는 하동군 금성면 가덕리의 중생대 백악기 지층에서 보존상태가 양호한 중생대 육식공룡의 골격 화석 1점을 확인해 분석중이라고 24일 밝혔다.
...
발견된 공룡 화석은 지금까지 국내에서 발견된 바 없는 육식공룡인 수각류(獸脚類: 티라노사우루스처럼 두 발로 이동하며, 날카로운 이빨로 육식을 했던 공룡의 한 종류) 공룡의 두개골과 아래턱으로 추정된다.
http://www.hani.co.kr/arti/society/environment/665794.html#csidx493c54fd9a86420b82c82d4190ddc88
온전한 전체 골격화석은 국내 최초 국내 중생대 지층에서 수각류 공룡의 이빨, 다리뼈, 늑골 등의 부분 화석이 산발적으로 발견된 적은 있지만, 이번처럼 공룡 한 마리의 화석이 두개골과 아래턱, 척추, 갈비뼈가 포함된 온전한 형태로 발견된 것은 처음이다.
6. 왜 우리나라에 화석인 많은가?
공룡 발자국 화석이 많은 이유로는
공룡이 한반도에 살았을 중생대 백악기에 육지에 형성된 지층이 퇴적암으로 넓게 분포하여 다양한 화석이 산출될 수 있는 지질학적 특성을 지니고 있었기 때문이라고 합니다.
아마도 상대적으로 무른 바닥에 찍힌 공룡의 발자국이 그대로 잘 퇴적되어 잘 보존되었기 때문에 그렇다는 말 같습니다.
그리고 어쩌면 한반도에서 가장 많은 공룡이 살았다고 하기 보다 우리나라에 가장 밀도 높은 발자국 화석을 남겼다고 할 수 있을 것 같습니다.
이에 반해 공룡의 뼈 화석이 적은 이유로는
공룡 발자국 화석이 많은 만큼 뼈 화석도 많이 발굴될 가능성은 있지만 공룡 뼈 화석이 보존되기에는 나쁜 환경이고 화석 연구자도 적기 때문이라고 합니다.
경남 고성에 공룡의 흔적이 발견되는 이유 고성군은 공룡발자국이 발견되기 좋은 조건을 두루 갖추고 있습니다. 첫번째, 고성군의 땅은 퇴적암으로 이루어져, 중생대 당시 육지에 형성된 지층입니다. 게다가 고성군 지층에는 공룡발자국 화석이 발견되는 대표적인 지층인 진동층이 있어요. 진동층은 공룡이 살았을 당시, 진흙이 넘치는 퇴적지로 추측되고 있습니다. 1억년이라는 시간이 흐르며, 열과 압력 등의 외부 작용으로 인해 공룡발자국이 화석으로 변모된 것이죠. 고성군의 지층 탓으로 다양한 공룡발자국을 가지고 있어요. 그래서 미국 콜로라도주와 아르헨티나 해안과 더불어 세계 3대 공룡발자국 화석 산지 중의 하나로 알려져 있습니다.
http://blog.naver.com/dinogoseong/220719893765 (경남 고성 공식 블로그)
경상누층군은 지금의 경상도와 전라남도 일대에 주로 분포하는 전기와 중기 백악기 지층들로(약 1억년 전) 바다에서 형성된 것이 아니라 강과 호수의 퇴적물이 쌓여 이루어진 육성층이다. 때문에 육상동물인 공룡이 화석으로 보존되기 위한 좋은 지질학적 조건을 가지고 있다.
우리나라에서 이처럼 공룡 화석이 많이 발견되지 않는 이유는 지질학적 특성 때문이다. 우리나라 중생대층(공룡이 살았던 시기 지층)은 매우 단단하다. 2300만년 전부터 시작된 동해 열림으로 일본이 한국에서 떨어져 나가면서 지각 변동이 심했다. 화산활동, 지진 등이 더해지면서 암석이 열과 압력을 받아 단단하게 변성되었다. 단단한 암석으로부터 공룡 화석을 분리해 내기가 어렵다. 또 중생대층이 경상남·북도, 전라남도, 충청도, 경기도 일부 등에 분포하는데 대부분 지역이 산의 숲과 논, 밭으로 덮여 있어 지층이 온전히 드러난 곳이 거의 없다.
우리나라는 이 같은 공룡의 흔적화석은 수없이 많이 발견되는 데 비해 골격화석은 잘 발견되지 않는다. 그 이유에 대해 전문가들은 우리나라의 경우 퇴적층의 두께가 얇고 지형이 단단하다는 점을 꼽는다. 또한 대부분 풀과 숲으로 덮여 있어 노출된 곳이 매우 협소하다는 점도 골격화석이 잘 발견되지 않는 이유 중 하나다.
첫째, 미국이나 캐나다, 그리고 고비사막과 같이 도시나 산악지대가 아닌 완전히 펼쳐진 공간을 볼 수 있는 지형이 많이 노출되어야 화석을 찾을 확률이 높지만 한반도는 도시를 벗어나면 수풀이 우거져 땅이 보이지 않고 온통 나무로 뒤덮여 있는 공간이 많다. 하지만 이런 악조건은 뒤집어 보면 도로공사나 땅파기 공사를 하게 되면 오히려 화석을 볼 기회가 더 많이 생긴다는 뜻이기도 하다. 특히 중생대 지층인 경남 지역 공사에는 입회조사를 하게 되면 무수한 공룡 발자국 화석이 나오게 되는 일이 많다고 한다.
둘째, 한반도 중생대 지층 대부분이 화산 폭발 등으로 열 변성을 많이 받게 됨으로써 지층 안에 있는 뼈들이 다 녹거나 타 버렸기 때문에 온전한 공룡뼈가 그대로 보존될 확률은 그만큼 낮아진다는 점을 꼽는다. 요컨대 지층 환경이 여타 공룡뼈 빈출 지역에 비해 보존 조건이 안 좋다는 것이다.
그리고 세 번째 이유로 임 박사는 공룡뼈 화석 연구자가 너무 적은 현실을 든다. 국내 고척추동물 연구자는 미국 캔자스대학 출신인 임 박사와 미국 남부감리대학 출신인 이융남 한국지질자원연구원 지질박물관장, 그리고 미국에 체류 중인 신지연 박사 정도가 꼽힌다. 이 중에서 이융남 관장과 임 박사는 몽골고원이나 미국 와이오밍 등지에서 실제 공룡 발굴을 벌이기도 했다. 관련 전공자가 적다는 것은 그만큼 국내 어딘가에서는 발견되고 있을지도 모르는 공룡뼈 화석 발굴을 더디게 만드는 것만은 부인할 수 없다. 공룡뼈를 찾는 사람 숫자가 많아진다는 것은 그만큼 그 뼈도 발견될 확률도 높아진다는 것을 의미한다.
http://www.yonhapnews.co.kr/culture/2014/03/02/0901000000AKR20140302056900005.HTML
7. 질문에 대한 나의 결론
왜 유리나라에 공룡 화석이 많은가?
에 대한 자문에
아마도
공룡이 존재했던 시대에는 한반도도 공룡이 살기에 좋은 기후 조건이었고
또 아마도
우리나라에 공룡 발자국 화석을 남기기에 좋은 퇴적층이 있었고 잘 보존되었기 때문이지않을까
라고 자답해 봅니다.
8. 덧붙여... 귀요미 발자국 발견
2010년 진주혁신도시 2차 발굴조사 과정에 중생대 백악기 1억1천만 년 전 진주층에서 발견됐다고 합니다.
이후 세계에서 가장 작은 랩터 공룡 발자국 화석에 대한 연구 결과를 네이처 자매 학술지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'에 발표했고 세계 분야에서도 인지도가 높은 학술지에 실은 점은 국제적으로도 공인을 받은 것을 의미해 가치가 높다고 합니다. (18년 11월 15일)
이로서 우리나라가 길이 1㎝에 불과한 세계에서 가장 작은 랩터(raptors) 공룡발자국 화석을 보유한 국가로 국제적인 공인을 받은 것이라고 합니다.
http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2018/11/14/0200000000AKR20181114138100052.HTML
세계에서 가장 작은 랩터 공룡발자국 화석과 (상상) 복원도
출처 : http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2018/11/14/0200000000AKR20181114138100052.HTML
끝
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