지구의 역사와 지구환경

지구의 역사와 지구환경

환경(environments)에 관한 관심과 중요성이 21세기에 이르러 매우 강조되고 있다. 지금의 화석연료(fossil fuels)에 의한 수질, 대기 오염이 주 대상이며, 인간(人間)의 물질문명의 발달에 따른 소음공해 등이 인간(人間) 생활의 여러 곳에 쌓여가고 있다. 이와 같은 환경 오염의 원인은 인간문명의 발달에 의한 급격한 환경의 변화라고 할 수 있다.

지구의 탄생 이래로 지구는 변화, 진화를 하면서 크고 작은 환경의 변화가 자주 발생하였다. 생물의 대량 멸종 현상을 만들어낸 거대한 사건(일명 Big five)을 포함하고 이에 따른 공룡의 멸망, 빙하기, 간 빙하기에 의한 해수면의 상하운동, 지각 변동 등에 의한 환경의 변화는 지구상에 수 없이 일어났다. 그러나 지구는 긴 시간 동안에 생물계(生物系)나 무생물계(無生物系)를 포용하면서 변화하여 진화되어 왔다. 그리하여, 인간(homo sapience)이라는 생명체를 탄생시켰다.

이 단원에서는 과거의 지구의 역사를 통하여 현재(the present)를 조명하는 「온고지신(溫故知新)」의 정신으로 현재의 환경 변화를 통해 미래의 지구의 역사를 조명한다. 즉, 현재 속에서 과거를 조명하고 미래를 설계하는 단원으로 한다.

 

 

화석과 지질시대 (Fossils & Geologic times)

지구상에 생명체가 46억년의 지구역사 동안에 언제, 어디서, 어떻게 탄생하여 어
떤 생물은 사라지고 어떤 생물은 새로 생성되고 생물의 돌연변이, 자연도태 등을 포
함한 생물학적 변화를 거쳐서 진화해 오는 중에 각 지질시대에 적합한 생명체가 생
존했음을 보여준다. 이들을 지금은 화석을 통해서 과거의 자연환경을 연구하고 지구
상의 생명의 변화 과정과 생물의 분포 및 고환경을 다룬다.

 

 

생명의 기원과 화석

생명의 기원과 진화

인간은 어디서 유래됐으며, 지구상의 생명체는 언제, 어디서 탄생되었는가 하는 생물의 기원에 관한 문제는 인간이 많은 연구와 조사를 통해 해결하려고 노력하였으며 앞으로 더욱 노력해야할 과제이다. 17세기 말 까지만 해도 자연 발생적으로 미생물이 탄생한다라고 생각하였으며, 1862년 파스퇴르가 이를 부정하는 실험 결과를 제시할 때까지 지배적인 이론이었다. 그후 오파린(1924)은 지구의 원시대기는 메탄, 암모니아, 수증기 및 수소 등의 혼합체로 구성되어서 자주 발생되는 번개에 의하여 유기물이 합성되었음을 시사하였다. 이 같은 가능성을 1953년에 미국의 밀러(Miller, 1955)가 행한 실험으로 증명되었다.

이와 비슷한 조건으로 지구의 원시대기와 번개의 자극으로 생물과 무생물의 중간 단계로 가장 먼저 태어난 생명체는 식물이었을 것으로 생각했다. 이런 식물은 광합성 작용을 통하여 산소를 계속 방출하였으며 이로 인해 유기물을 산화시켜 에너지를 얻는 미세한 동물이 발생한 것이다. 또한, 대기 상층에서 산소는 자외선의 영향으로 오존으로 변하게되어 지표면의 생물들을 자외선으로부터 차단 시켜준 역할을 하였다. 이런 환경을 거치는 동안 현생 생물들의 생활범위는 대단히 넓어져 대기권, 해양권은 물론이고 온도의 넓은 촉인 남극에서 북극과 열대지방까지 광범하게 분포하게 되었다.

 

 

화석의 정의와 화석관

화석(fossils)이란 “지구의 지질시대 (geologic record)에 살았던 생물의 유해 및 흔적이 암석 내에 보존된 것이다. 즉, 생물(生物)의 잔해 (remains)나 흔적 (trace). "으로 정의 할 수 있다. 동 · 식물이 지질시대에 생존(生存) 하여 지각(crust)에 파괴되거나 융해되지 않고 보존되어 있어서 그 시대의 환경을 제시해 준다. 또한 흔적 (trace)이나 저서생물 같은 외형은 남고 내부에 다른 퇴적물의 유입 등으로 형성된 mold나 cast같은 것도 화석이라 말할 수 있다.

 

이런 화석에 대하여 고대인들은 화석의 시간개념를 이용하여 지구의 역사(歷史)를 알아보고자 노력한 것이 아니라 단순히 장식품으로 화석을 채집하였다. 그러나 화석에 대한 개념은 기원전 그리스 철학자들이 화석에 대하여 사색했다는 기록이 얼마간 남아있는 것으로 짐작할 수 있다. 이와 같은 고대(古代)의 화석관에 대하여 인류가 과학적인 검토를 하게 된 것은 레오나르도다빈치(Leonardo da Vinci, 1452-1519) 이후부터 이다. 그는 화가로서 널리 알려져 있지만 젊은 시절에 토목기사로서 종사할 때 용수구(用水構) 단면에 조개화석이 포함되어 있음을 발견하고 이는 태고(太古)에 바다 밑에 살고 있던 조개가 지층에 묻혀 육화(陸化)됨으로 현재 조개화석이 된 것이라는 확실한 화석관을 기록에 남겼다.동양에서는 다빈치보다 200년 전에 화석관이 존재했다. 기록에 의하면 주자(朱子, 1130-1200)는 조개껍질(화석)이 높은 산에서 발견되었는데, 산의 암석 속에서 나오 것이었다. 이는 그 지역이 흙탕물의 바다로서 그 바다에서 살았던 것으로 후에 낮은 지대가 높아지고 연약한 것이 굳어져 돌로 변한 것이라는 화석에 관한 개념을 표현했다.

일반적으로 서유럽에서의 사고방식은 17세기까지 화석은 우연히 만들어진 것이거나 신비스러운 별빛이 만들어 낸 것이라든가, 자연의 장난이라는 낭만적인 사고방식이었다. 이후에 나타난 자연유회석(또는 무기기원설)이라는 사상과 유사한 사상이다. 이와는 대조적으로 홍수설 (diluvial theory)은 화석이 태고시대 생물의 유물이라는 것을 알려주는 것이다. 이처럼 형성된 화석의 근원은 중세기 강한 교회의 권위하의 사회에서 유래된 노아의 대홍수로 말미암아 익사한 생물의 유체라고 설명하였다. 이와 같은 홍수설 주창자 중 특히 J. Woodword(1665-1728)와 J. Scheuchzer(1672-1733)가 대표적이다.