[함께 읽는 과학도서] 천천히 곱씹으며 느리게 읽기 <지구의 짧은 역사> 2부

향팔님의 대화: 저희집 4월 달력에도 민들레가 있었군요. 고양이가 인연의 붉은 실을 손목에 매고 있습니다. 달력이 한장 한장 넘어갈 때마다 달라지는 계절 풍경을 따라 고양이 혼자 온 세상을 돌아다니며 노는데요. 그러다가 11월쯤 되면 실의 나머지 한쪽 끝을 손목에 맨 인간을 만나게 되지요.

ifrain님의 대화: 2026. 4. 24 사진 지난주 산책길에 머리를 돌리고 있는 오리를 발견했어요.(청둥오리의 암컷인듯 합니다) 가까이 다가가 보니 다리도 한 발로만 서 있더라구요. 그러다 발을 바꾸는 걸 목격했어요. 눈도 뜨고 있고 .. 그런데 저를 크게 의식하지 않는 것 같고.. 집에 와서 검색을 해보니 오리가 잠을 자거나 휴식을 취할 때는 한 발로 서 있는다고 해요. 그리고 잠을 잘 때도 한쪽 눈은 감고 다른 쪽 눈은 뜬 채로 경계 태세를 유지한다고 합니다. ^^

향팔님의 문장 수집: "나르키수스는 지하에 내려간 이후에도 스틱스의 물에 비친 자신의 모습을 내려다보았다. 그의 누이들인 물의 님프들은 나르키수스의 죽음을 슬퍼하며 그를 위해 머리카락을 잘라 바쳤고, 숲의 님프들도 슬퍼했다. 에코는 님프들이 슬퍼하는 소리를 되풀이했다. 그들은 장례를 위하여 장작, 관대, 횃불을 준비했으나 나르키수스의 시체는 어디에서도 찾아볼 수 없었다. 시체 대신, 노란 중심부 주위를 하얀 이파리가 빙 두른 모양의 꽃을 발견했다."

ifrain님의 문장 수집: " 매리 호의 남쪽 연안에 서면 이런 암석들이 모두 드러난 맞은편 절벽이 보인다. 매리 호는 스코틀랜드에서 가장 아름다운 호수 가운데 하나이다. 7세기에 호수 안의 한 섬에 아일랜드 수도사가 살면서 동네 주민들을 개종시켰다. 그에게는 병을 치료하는 신성한 우물이 있었다고 한다. 하지만 나와 이야기를 나눈 주민들은 아무도 그 우물이 어디에 있는지 알지 못했다. 호수 주변에는 고대의 숲이 아직 남아 있다. 다른 침엽수들과 달리 가지가 이상하게 굽은 구주소나무 숲도 있다. 호수 안의 작은 섬들에도 자그마한 야생 숲이 있으며, 그런 숲의 어린 나무들은 양이 뜯어먹지 못하도록 보호를 받고 있다. 그 길쭉한 호수는 10억 년 이산 된 단층과 마찬가지로 북서-남동 방향으로 뻗어 있다. 그 지역의 지형을 그대로 따르고 있다. 북쪽 연안은 땅에 자를 대고 그은 것처럼 직선으로 뻗어 있다. 큰 단층들은 결코 완전히 잠들지 않는다. 매리 호 밑에 있는 것과 같은 아주 오래된 단층들도 대서양이 열릴 때 다시 활동을 시작했다. 대서양이 열린 사건은 하일랜드에 영향을 미친 많은 지구조 주기들 중 가장 최근 것에 해당한다. 스코틀랜드를 낭만적으로 보게 만든 월터 스콧 경은 의외로 단층의 영속성을 정확히 묘사하기도 했다( 『섬들의 영주[The Lord of the Isles]』, 1815, canto ⅲ). 산의 격동하는 품속에서 기괴하게 산산이 부수는 듯 요동친 태곳적의 지진은 헐벗은 절벽, 음침한 골짜기, 어두운 심연을 통해 분노가 아직 살아 있음을 말해준다. "

stella15님의 대화: 향발님 달력 좋아하시는군요! 저는 딱히 좋아하지는 않는데 꽤 오래전부터 동네 세무법인 사무실에세 보내주는 탁상달력을 2년전부터 안 버리고 가지고 있어요. 그림도 맘에 들고 구성이 좋다고 해야하나요? 한면에 그림과 숫자가 같이 들어있는 그것도 가로줄이 아니라 세로줄로 한쪽에 배치되어 있어 제가 좋아하죠. ㅎ 그림 예쁩니다. 꼭 향팔님을 위한 맞춤달력 같아요.^^

stella15님의 대화: 변신 이야기가 돌아가신 이윤기 번역이 있는데 이분이 신화 연구로도 유명하신데 이종인 번역도 좋은지 모르겠네요.

향팔님의 대화: 네, 오래 전에 길냥이 보호 단체를 통해 받은 탁상달력인데 그림이 좋아서 저도 몇 년째 가지고 있답니다.

stella15님의 대화: 와, 그럼 향팔님 길냥이 보호단체 회원인거예요? 냥이에게 진심이군요! 길냥이 도와주기가 참 쉽지 않은데 말입니다. 길냥이 도와주는 거 반대하는 사람도 많잖아요. 제가 요즘 읽고 있는 황인숙 작가의 책에도 어려움을 토로하는 글이 나오죠. 근데 그런 사람들이 꼭 나쁜 사람만은 아니라는 게 서글프죠. 비둘기도 도와주다 포기했다고 하던데 배를 갈라봤더니 돌이 많이 나왔다고 하더군요. 오죽 먹을 게 없었으면. ㅠ 비둘기는 새들 중 유일하게 제 새끼에게 젖을 먹여 키우는 새라는데 향팔님 알고 있었나요? 첨엔 놀랐는데 생각해 보니 전에 한 번 들어 본 것 같기도 하고. 제 기억이 널을 뛰고 있습니다. 그렇게 된지는 좀 오래됐구요. ㅎㅎ

SooHey님의 대화: 젖 같은 걸 토해서 먹인다고 들었던 것 같습니다. 직수는 아니고..

stella15님의 대화: 와, 그럼 향팔님 길냥이 보호단체 회원인거예요? 냥이에게 진심이군요! 길냥이 도와주기가 참 쉽지 않은데 말입니다. 길냥이 도와주는 거 반대하는 사람도 많잖아요. 제가 요즘 읽고 있는 황인숙 작가의 책에도 어려움을 토로하는 글이 나오죠. 근데 그런 사람들이 꼭 나쁜 사람만은 아니라는 게 서글프죠. 비둘기도 도와주다 포기했다고 하던데 배를 갈라봤더니 돌이 많이 나왔다고 하더군요. 오죽 먹을 게 없었으면. ㅠ 비둘기는 새들 중 유일하게 제 새끼에게 젖을 먹여 키우는 새라는데 향팔님 알고 있었나요? 첨엔 놀랐는데 생각해 보니 전에 한 번 들어 본 것 같기도 하고. 제 기억이 널을 뛰고 있습니다. 그렇게 된지는 좀 오래됐구요. ㅎㅎ

ifrain님의 대화: 상대성 이론 이야기가 나온 것은 향팔님께서 물리학 책 읽기 방에서 의문을 제기한 것을 밥심님께서 이 방에서 풀어주셔서 그렇게 된 것이지요. ^^ 덕분에 함께 내용을 나눌 수 있어서 매우 유익한 시간이 되었어요. '작은 과정들이 장기간 누적되면 엄청난 변화를 가져온다' - 제가 어릴 때 아버지께서 희한하게 생긴 돌을 가져오셨는데 사방에 구멍이 뻥뻥 뚫려 있었죠. 빗방울이 오랜 시간 돌에 떨어져서 그렇게 구멍이 난 것일까 생각한 적이 있어요. '역사적 시간을 과학에 도입했다' '범인들이 자연환경의 관찰을 통해 과학적 추론을 해볼 수 있다' 물리학이 눈에 보이지 않는 추상적인 원리를 캐내는데 치중하는 반면 지질학은 눈으로 보기 위해 발로 움직여야 한다는 점에서 차이가 큰 것 같아요. 그런데 과연 범인들이 관찰을 통해 추론을 해낼 수 있을까요? 해당 분야에 지식도 쌓여야 하고 관찰력이 남달라야 할 것 같습니다.

얼치기맘2님의 대화: * 캄브리아기(Cambrian period)는 고생대의 첫 번째 기(紀)로, 약 5억 4,100만 년 전에서 4억 8,540만 년 전까지 약 5,560만 년 동안 이어진 지질시대이다. 명칭은 웨일스의 옛 이름인 '캄브리아(Cambria)'에서 유래했다. 1835년 영국의 지질학자 애덤 세지윅이 웨일스의 지층을 연구하며 처음 명명했다. 지구 역사상 가장 중요한 생물학적 사건인 캄브리아기 대폭발이 일어난 시기로, 눈에 보이지 않던 미생물의 시대가 끝나고 복잡하고 거대한 다세포 생물들이 폭발적으로 등장하여 오늘날 생태계의 기틀을 마련했다. 2. 시대상 캄브리아기 상상도 캄브리아기 해양생물들의 상상도. 선캄브리아 시대와 캄브리아기를 나누는 기준은 오랫동안 삼엽충과 같은 복잡한 동물의 출현 여부였다. 과거에는 5개의 눈을 가진 오파비니아, 등에는 가시가 있고 배에는 다리가 달린 할루키게니아[1], 그리고 최상위 포식자 아노말로카리스 등 기이한 동물들이 갑작스럽게 등장한 것을 두고 '진화의 실험장'이라 부르기도 했다. 하지만 최근의 연구 결과, 이들은 현생 동물과 전혀 다른 괴물이 아니라 오늘날 동물계의 각 문(Phylum)에 속하는 초기 조상형(Stem group)이라는 해석이 주류를 이루고 있다. 3. 진화사 캄브리아기의 시작을 알리는 가장 중요한 지표는 생물의 몸체가 아닌, 생물이 남긴 흔적화석인 트렙티크누스(Treptichnus)의 등장이다. 이는 지렁이와 같은 동물이 바다 밑바닥을 파고 들어가며 생긴 굴의 흔적이다. 캄브리아기에는 트렙티크누스 외에도 스콜리토스(Skolithos), 크루지아나(Cruziana) 등 수직으로 깊게 파고 들어간 다양한 흔적 화석들이 최초로 나타난다. 과학자들은 이러한 현상을 캄브리아기 저층 혁명(Cambrian Substrate Revolution) 또는 '농경 혁명(Agronomic Revolution)'[2] 이라고 부른다. 이전 시대인 에디아카라기의 바다는 미생물의 끈적한 막(Matground)이 바닥을 덮고 있어 산소가 차단된 상태였고, 동물들은 그 위를 기어 다니기만 했다. 그러나 캄브리아기에 들어서며 입과 항문이 구분된 좌우대칭동물이 등장하여 미생물 막을 파헤치고(Bioturbation) 굴을 뚫기 시작했다. 이카리아 와리우티아 같은 초기 좌우대칭동물은 에디아카라기 후반에 등장하여 얕은 굴을 파는 것을 시작으로, 점차 미생물의 막을 파헤치기 시작했다. 이로 인해 모래 속으로 산소가 공급되고 생태계가 3차원적으로 확장되었으며, 기존의 미생물 막 환경에 의존하던 에디아카라 동물군은 설 자리를 잃고 사라지게 되었다. 고배류 흔히 캄브리아기를 삼엽충의 시대로 알고 있지만, 삼엽충은 캄브리아기가 시작되고 약 3,000만 년이 지난 캄브리아기 제2세가 되어서야 등장한다. 그전까지 초기 캄브리아기의 바다는 작은껍질화석(SSF, Small Shelly Fossils)과 고배류(Archaeocyatha)가 지배했다. SSF는 조개나 복족류의 껍데기, 정체를 알 수 없는 가시, 화살벌레의 이빨(유사 코노돈트) 등 수백 마이크로미터 단위의 미세한 화석들을 통칭한다. 이들은 주로 석회암 속에 보존되어 있어 산으로 암석을 녹여내어 추출한다. 고배류는 몸 전체에 구멍이 숭숭 뚫린 이중벽 구조를 가진 생물로, 해면동물의 일종으로 분류된다. 이들은 지구 역사상 최초로 생물초(Reef)를 건설하여 다양한 생물들에게 서식처를 제공했다. 고배류는 캄브리아기 초기에 폭발적으로 번성했으나, 중반에 일어난 보토미안 대멸종 사건으로 큰 타격을 입고 멸종했다. 이후 고배류의 빈자리는 보통해면류 등이 불완전하게 대체했다. 캐나다의 버제스 셰일 동물군은 캄브리아기 생태계의 다양성을 보여주는 가장 유명한 증거다. 이곳은 뼈나 껍데기가 없는 연체동물의 부드러운 조직까지 완벽하게 보존된 특이한 화석 산지(Lagerstätte)이다. 버제스 셰일과 유사하게 연조직이 보존된 화석지들은 전 세계적으로 분포한다. 대표적으로 덴마크(그린란드)의 시리우스 파세트 동물군, 중국의 청장 생물군(마오텐산 셰일)[3], 호주의 이뮤 베이 셰일(Emu Bay Shale)[4], 미국의 스펜스 셰일(Spence Shale)[5], 스페인의 발데미에데스층(Valdemiedes Fm.)[6] 등이 있다. 특히 중국의 청장 생물군에서는 척추동물의 가장 오래된 조상인 하이코우이크티스와 밀로쿤밍기아가 발견되어 척추동물의 기원을 캄브리아기 초기까지 앞당겼다. 캄브리아기는 생명의 폭발적 증가뿐만 아니라, 몇 차례의 심각한 멸종 위기도 겪었다. 5대 대멸종에는 포함되지 않지만, 당시 생태계에 큰 충격을 준 사건들이다. 보토미안 대멸종(End-Botomian Mass Extinction)은 캄브리아기 중반(캄브리아기 제4절 말기)에 발생했다. 러시아 및 중앙아시아의 지층 구분인 '보토미안' 시기가 끝날 때 일어난 사건으로, 전 지구적인 고배류 군락이 붕괴하고 소형 패각 화석 생물군과 삼엽충 상당수가 멸종했다. 일부 통계에서는 지구상 동물의 약 70%가 멸종했다고 보기도 하나, 이는 화석 기록의 불완전성이나 여러 지역적인 멸종 사건이 뭉뚱그려진 결과일 수 있어 신중한 해석이 필요하다. 드레스바히안 대멸종(Dresbachian Mass Extinction)은 캄브리아기 후반(푸룽세 초기)에 북아메리카를 중심으로 발생한 사건이다. 이 시기에는 전 지구적 탄소 동위원소(C-13) 비율이 급격히 치솟는 SPICE 사건(Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion)이 관측되는데, 해양 무산소화나 기후 냉각과 같은 급격한 환경 변화가 멸종의 주원인으로 지목된다. 4. 생물상 라디오돈트 좌측 상단부터 암플렉토벨루아(Amplectobelua symbrachiata), 아노말로카리스(Anomalocaris canadensis), 아에기로카시스(Aegirocassis benmoulai), 페이토이아(Peytoia nathorsi), 리라라팍스(Lyrarapax unguispinus), 캄브로라스터(Cambroraster falcatus), 후르디아(Hurdia victoria). 캄브리아기 바다의 제왕은 단연 라디오돈트(Radiodont)류였다. 대표적인 아노말로카리스는 최대 50cm~1m까지 자랐으며, 머리 앞쪽에 달린 거대한 두 개의 부속지를 이용해 먹이를 사냥했다. 최근 연구에 따르면 아노말로카리스는 단단한 삼엽충을 부숴 먹기보다는 연한 먹이를 주로 사냥했을 것으로 보인다. 이 외에도 바닥을 훑으며 먹이를 찾는 허디아, 집게 모양 부속지를 가진 암플렉토벨루아, 플랑크톤을 걸러 먹는 거대 여과 섭식자인 아에기로카시스 등 다양한 식성을 가진 라디오돈트가 번성했다. 레들리키아목 삼엽충은 바닥을 기어 다니는 강력한 포식자였다. 이들은 다리 사이에 '구기(Gnathobase)'라는 톱니 모양의 가시가 빽빽하게 박혀 있어 단단한 먹이도 으깨 먹을 수 있었다. 아카도파라독시데스(Acadoparadoxides)와 같은 대형종은 최대 45cm까지 자라기도 했다. 진흙 속에는 오토이아와 같은 새예동물의 선조들이 숨어 살았는데, 이들은 식도를 뒤집어 튀어나오게 해 먹이를 낚아채는 공포의 대상이었다. 또한 화살벌레의 조상인 프로토코노돈트나 척추동물의 조상인 원시적인 코노돈트들이 물속을 헤엄치며 작은 먹이를 사냥했다. 바닥에는 초기 완족류와 원뿔형 껍데기를 가진 히올리스(Hyolith)가 살았다. 히올리스는 '헬렌(Helen)'이라는 긴 수염 모양의 지지대를 이용해 몸을 바닥에서 들어 올리며 생활했을 것으로 추정된다. 다만 히올리스 중에서도 원시적인 종류인 오르토테키드(Orthothecid)는 헬렌이 없었다. 캄브리아기에는 생물초가 그리 발달하지 않았다. 초기에는 고배류가 번성했다가 멸종했고, 그 외에는 스트로마톨라이트와 스롬볼라이트(Thrombolite)가 많이 보였을 것이다. 스롬볼라이트는 스트로마톨라이트와 비슷하나, 스트로마톨라이트는 겹겹이 쌓인 층 구조로 이루어진 반면 스롬볼라이트는 겹이 딱히 없이 무작위로 생성된 덩어리 구조라는 차이점이 있다. 5. 캄브리아기의 한반도 키라야바 한반도의 전기 고생대 퇴적층은 강원도 태백, 영월, 평창 및 경상북도 문경 지역에 분포하는 조선누층군으로 대표된다. 당시 한반도는 적도 부근의 곤드와나 대륙에 속한 한중지괴(Sino-Korean Craton)의 가장자리에 위치한 얕고 따뜻한 바다인 조선해(Joseon Sea)였으며, 호주 대륙과 맞닿아 있었을 것으로 추정된다. 조선누층군은 지역마다 층서의 양상에 차이를 보이며 태백층군, 영월층군, 용탄층군, 평창층군, 문경층군 등으로 나뉜다. 이 중 평창층군은 2019년 연구에서 용탄층군과 구분이 되지 않아 동일한 것으로 봐야 한다는 견해가 제시되기도 했다. 조선누층군은 캄브리아기 동안 크게 세 번의 퇴적 시퀀스(Sequence)를 겪으며 형성되었다. 제1퇴적시퀀스: 캄브리아기 초반(캄브리아기 제2세 ~ 먀오링세 중반)에 해당한다. 장산/면산층: 최하부 지층으로 선캄브리아 시대 암석 위에 부정합으로 놓여 있다. 장산층과 면산층은 동시기에 퇴적되었으나 암석의 양상이 다르며, 동점단층을 기준으로 서쪽에는 장산층이, 동쪽에는 면산층이 분포한다. 묘봉층: 셰일 지층으로, 우리나라에서 가장 오래된 삼엽충인 레들리키아 노빌리스(Redlichia nobilis)와 다양한 작은껍질화석이 발견된다. 비슷한 연대의 영월 지역 지층인 삼방산층에서도 화석이 보고된다. 대기층 중부: 얕고 맑은 바다에서 형성된 두꺼운 석회암층이다. 이후 해수면 하강으로 인해 대기에 노출된 흔적(각력암 등)이 나타난다. 제2퇴적시퀀스: 먀오링세 후반에서 푸룽세 초반에 해당한다. 대기층 상부 ~ 세송층: 깊은 바다(외대륙붕) 환경에서 만들어진 사암과 셰일이다. 이 퇴적 시퀀스의 끝 무렵인 세송층과 마차리층에서는 탄소 동위원소 값의 급격한 변동이 관찰되는데, 이는 드레스바히안 멸종과 관련된 전 지구적인 SPICE 사건'의 흔적으로 해석된다. 제3퇴적시퀀스: 푸룽세 중반 이후에 해당한다. 세송층 상부 ~ 동점층 하부: 다시 얕은 바다(내대륙붕) 환경으로 바뀌며 형성되었다. 동점층 하부에서는 비대칭형 극피동물인 석개재키스티스(Sokkaejaecystis)라는 매우 희귀하고 보존율이 높은 화석이 발견되기도 했다. 이 생물은 멸종한 분류군인 스틸로포라(Stylophora)에 속한다. [1] 한때에는 다리와 바늘이 거꾸로 복원되기도 했다. [2] 1970년대 고생물학자 아돌프 자일라허(Adolf Seilacher) 등이 제안한 용어로, 캄브리아기 기질 혁명을 비유적으로 설명하는 핵심 개념이다. 캄브리아기 동물들이 마치 농부가 쟁기로 밭을 갈아엎듯(Ploughing) 바다 밑바닥을 수직으로 파헤쳐 뒤섞어버린 현상(생물교란, Bioturbation)을 뜻한다. 이 '농사' 덕분에 단단한 미생물 매트로 막혀 있던 해저 퇴적물 속으로 산소와 물이 공급되었고, 생명체가 살 수 있는 공간이 바닥 표면(2차원)에서 지하 깊은 곳(3차원)으로 확장되는 결정적인 계기가 되었다. [3] 징강동물군(澄江動物群). 중국 윈난성 위시시 청장시 마오톈산에 위치한다. [4] 사우스오스트레일리아의 에뮤 베이에 위치한다. [5] 아이다호 남동부와 유타 주 북동부의 랭스턴 층. [6] 스페인 사라고사 주 다로카 인근에 위치

SooHey님의 대화: 젖 같은 걸 토해서 먹인다고 들었던 것 같습니다. 직수는 아니고..

polus님의 대화: @ifrain 관찰력이 남다르면 더 좋겠지만, 평범한 관찰력을 가졌다고 하더라도 본것들을 토대로 보지 못한 것들을 추론해가는 재미를 느낄 수 있다면 될 것 같습니다.^^

stella15님의 대화: 우와, 청둥오리라니! 좋은 동네에 사시는가 봅니다.^^

ifrain님의 문장 수집: " 그러나 추진시키는 엔진은 예나 지금이나 똑같다고 해도, 그 초기 세계는 지금과 달랐다. 가장 중요한 차이는 초기의 대기에 산소가 거의 없었다는 점이다. 반면에 황화수소 기체와 메탄은 풍부했다. 우리가 이런 유독성 공기를 들이마신다면 금방 죽을 것이다. 나폴리 만의 솔파타라에서 우리는 그런 좋지 않은 냄새를 풍기는 유독성 기체를 잠시 맡아본 적이 있다. 그 대기는 질식을 일으키는 두꺼운 담요를 덮은 것과 같다. 현재 대기에 있는 산소는 대부분 생명체가 만들어낸 것이다. 30억 년 동안 광합성이 이루어지면서 공기 속으로 계속 산소 분자들이 뿜어져나왔다. 아주 단순한 생물인 남조류(藍藻類)가 가장 크게 기여했다. 초기 화석들 속에서 세계를 바꾼 막대나 실 모양의 이러한 미생물들을 찾아낼 수 있다. 그것들은 모여서 끈끈한 융단 같은 형태를 이루었고, 그 결과 구불구불한 미세한 층들이 방석처럼 겹쳐서 화석을 남겼다. 층층히 쌓은 작은 케이크 더미 같은 이 화석들을 스트로마톨라이트라고 한다. 대륙에서 일찌감치 안정하게 자리잡은 곳에 쌓인 것들만이 지금까지 남아 있다. 그중에서 남아프리카의 피그 트리(Fig Tree) 처트에 있는 것이 가장 널리 알려져 있다. 그보다 더 먼저 나타났던 미생물들은 산소가 없는 상태에서 번성했다. 사실 그들에게는 산소가 독이다. 이 가장 원시적인 생명체들은 실제로 황 냄새를 풍기는 뜨거운 온천과 악취를 내뿜는 진흙탕에서 살아간다. 생명이 어떻게 시작되었는지 알고 싶다면, 이 기이하면서도 강인한 생물들에게 자문을 구해야 할 것이다. 그후 생명체들은 지구의 공기를 변화시켰다. 그들은 초기에 있던 유독성 기체들을 없앴다. 그 결과 암석이 분해되는 과정도 달라졌다. 산소는 모든 화학적 풍화 과정에 중요한 역할을 하기 때문이다. "

얼치기맘2님의 대화: * 캄브리아기(Cambrian period)는 고생대의 첫 번째 기(紀)로, 약 5억 4,100만 년 전에서 4억 8,540만 년 전까지 약 5,560만 년 동안 이어진 지질시대이다. 명칭은 웨일스의 옛 이름인 '캄브리아(Cambria)'에서 유래했다. 1835년 영국의 지질학자 애덤 세지윅이 웨일스의 지층을 연구하며 처음 명명했다. 지구 역사상 가장 중요한 생물학적 사건인 캄브리아기 대폭발이 일어난 시기로, 눈에 보이지 않던 미생물의 시대가 끝나고 복잡하고 거대한 다세포 생물들이 폭발적으로 등장하여 오늘날 생태계의 기틀을 마련했다. 2. 시대상 캄브리아기 상상도 캄브리아기 해양생물들의 상상도. 선캄브리아 시대와 캄브리아기를 나누는 기준은 오랫동안 삼엽충과 같은 복잡한 동물의 출현 여부였다. 과거에는 5개의 눈을 가진 오파비니아, 등에는 가시가 있고 배에는 다리가 달린 할루키게니아[1], 그리고 최상위 포식자 아노말로카리스 등 기이한 동물들이 갑작스럽게 등장한 것을 두고 '진화의 실험장'이라 부르기도 했다. 하지만 최근의 연구 결과, 이들은 현생 동물과 전혀 다른 괴물이 아니라 오늘날 동물계의 각 문(Phylum)에 속하는 초기 조상형(Stem group)이라는 해석이 주류를 이루고 있다. 3. 진화사 캄브리아기의 시작을 알리는 가장 중요한 지표는 생물의 몸체가 아닌, 생물이 남긴 흔적화석인 트렙티크누스(Treptichnus)의 등장이다. 이는 지렁이와 같은 동물이 바다 밑바닥을 파고 들어가며 생긴 굴의 흔적이다. 캄브리아기에는 트렙티크누스 외에도 스콜리토스(Skolithos), 크루지아나(Cruziana) 등 수직으로 깊게 파고 들어간 다양한 흔적 화석들이 최초로 나타난다. 과학자들은 이러한 현상을 캄브리아기 저층 혁명(Cambrian Substrate Revolution) 또는 '농경 혁명(Agronomic Revolution)'[2] 이라고 부른다. 이전 시대인 에디아카라기의 바다는 미생물의 끈적한 막(Matground)이 바닥을 덮고 있어 산소가 차단된 상태였고, 동물들은 그 위를 기어 다니기만 했다. 그러나 캄브리아기에 들어서며 입과 항문이 구분된 좌우대칭동물이 등장하여 미생물 막을 파헤치고(Bioturbation) 굴을 뚫기 시작했다. 이카리아 와리우티아 같은 초기 좌우대칭동물은 에디아카라기 후반에 등장하여 얕은 굴을 파는 것을 시작으로, 점차 미생물의 막을 파헤치기 시작했다. 이로 인해 모래 속으로 산소가 공급되고 생태계가 3차원적으로 확장되었으며, 기존의 미생물 막 환경에 의존하던 에디아카라 동물군은 설 자리를 잃고 사라지게 되었다. 고배류 흔히 캄브리아기를 삼엽충의 시대로 알고 있지만, 삼엽충은 캄브리아기가 시작되고 약 3,000만 년이 지난 캄브리아기 제2세가 되어서야 등장한다. 그전까지 초기 캄브리아기의 바다는 작은껍질화석(SSF, Small Shelly Fossils)과 고배류(Archaeocyatha)가 지배했다. SSF는 조개나 복족류의 껍데기, 정체를 알 수 없는 가시, 화살벌레의 이빨(유사 코노돈트) 등 수백 마이크로미터 단위의 미세한 화석들을 통칭한다. 이들은 주로 석회암 속에 보존되어 있어 산으로 암석을 녹여내어 추출한다. 고배류는 몸 전체에 구멍이 숭숭 뚫린 이중벽 구조를 가진 생물로, 해면동물의 일종으로 분류된다. 이들은 지구 역사상 최초로 생물초(Reef)를 건설하여 다양한 생물들에게 서식처를 제공했다. 고배류는 캄브리아기 초기에 폭발적으로 번성했으나, 중반에 일어난 보토미안 대멸종 사건으로 큰 타격을 입고 멸종했다. 이후 고배류의 빈자리는 보통해면류 등이 불완전하게 대체했다. 캐나다의 버제스 셰일 동물군은 캄브리아기 생태계의 다양성을 보여주는 가장 유명한 증거다. 이곳은 뼈나 껍데기가 없는 연체동물의 부드러운 조직까지 완벽하게 보존된 특이한 화석 산지(Lagerstätte)이다. 버제스 셰일과 유사하게 연조직이 보존된 화석지들은 전 세계적으로 분포한다. 대표적으로 덴마크(그린란드)의 시리우스 파세트 동물군, 중국의 청장 생물군(마오텐산 셰일)[3], 호주의 이뮤 베이 셰일(Emu Bay Shale)[4], 미국의 스펜스 셰일(Spence Shale)[5], 스페인의 발데미에데스층(Valdemiedes Fm.)[6] 등이 있다. 특히 중국의 청장 생물군에서는 척추동물의 가장 오래된 조상인 하이코우이크티스와 밀로쿤밍기아가 발견되어 척추동물의 기원을 캄브리아기 초기까지 앞당겼다. 캄브리아기는 생명의 폭발적 증가뿐만 아니라, 몇 차례의 심각한 멸종 위기도 겪었다. 5대 대멸종에는 포함되지 않지만, 당시 생태계에 큰 충격을 준 사건들이다. 보토미안 대멸종(End-Botomian Mass Extinction)은 캄브리아기 중반(캄브리아기 제4절 말기)에 발생했다. 러시아 및 중앙아시아의 지층 구분인 '보토미안' 시기가 끝날 때 일어난 사건으로, 전 지구적인 고배류 군락이 붕괴하고 소형 패각 화석 생물군과 삼엽충 상당수가 멸종했다. 일부 통계에서는 지구상 동물의 약 70%가 멸종했다고 보기도 하나, 이는 화석 기록의 불완전성이나 여러 지역적인 멸종 사건이 뭉뚱그려진 결과일 수 있어 신중한 해석이 필요하다. 드레스바히안 대멸종(Dresbachian Mass Extinction)은 캄브리아기 후반(푸룽세 초기)에 북아메리카를 중심으로 발생한 사건이다. 이 시기에는 전 지구적 탄소 동위원소(C-13) 비율이 급격히 치솟는 SPICE 사건(Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion)이 관측되는데, 해양 무산소화나 기후 냉각과 같은 급격한 환경 변화가 멸종의 주원인으로 지목된다. 4. 생물상 라디오돈트 좌측 상단부터 암플렉토벨루아(Amplectobelua symbrachiata), 아노말로카리스(Anomalocaris canadensis), 아에기로카시스(Aegirocassis benmoulai), 페이토이아(Peytoia nathorsi), 리라라팍스(Lyrarapax unguispinus), 캄브로라스터(Cambroraster falcatus), 후르디아(Hurdia victoria). 캄브리아기 바다의 제왕은 단연 라디오돈트(Radiodont)류였다. 대표적인 아노말로카리스는 최대 50cm~1m까지 자랐으며, 머리 앞쪽에 달린 거대한 두 개의 부속지를 이용해 먹이를 사냥했다. 최근 연구에 따르면 아노말로카리스는 단단한 삼엽충을 부숴 먹기보다는 연한 먹이를 주로 사냥했을 것으로 보인다. 이 외에도 바닥을 훑으며 먹이를 찾는 허디아, 집게 모양 부속지를 가진 암플렉토벨루아, 플랑크톤을 걸러 먹는 거대 여과 섭식자인 아에기로카시스 등 다양한 식성을 가진 라디오돈트가 번성했다. 레들리키아목 삼엽충은 바닥을 기어 다니는 강력한 포식자였다. 이들은 다리 사이에 '구기(Gnathobase)'라는 톱니 모양의 가시가 빽빽하게 박혀 있어 단단한 먹이도 으깨 먹을 수 있었다. 아카도파라독시데스(Acadoparadoxides)와 같은 대형종은 최대 45cm까지 자라기도 했다. 진흙 속에는 오토이아와 같은 새예동물의 선조들이 숨어 살았는데, 이들은 식도를 뒤집어 튀어나오게 해 먹이를 낚아채는 공포의 대상이었다. 또한 화살벌레의 조상인 프로토코노돈트나 척추동물의 조상인 원시적인 코노돈트들이 물속을 헤엄치며 작은 먹이를 사냥했다. 바닥에는 초기 완족류와 원뿔형 껍데기를 가진 히올리스(Hyolith)가 살았다. 히올리스는 '헬렌(Helen)'이라는 긴 수염 모양의 지지대를 이용해 몸을 바닥에서 들어 올리며 생활했을 것으로 추정된다. 다만 히올리스 중에서도 원시적인 종류인 오르토테키드(Orthothecid)는 헬렌이 없었다. 캄브리아기에는 생물초가 그리 발달하지 않았다. 초기에는 고배류가 번성했다가 멸종했고, 그 외에는 스트로마톨라이트와 스롬볼라이트(Thrombolite)가 많이 보였을 것이다. 스롬볼라이트는 스트로마톨라이트와 비슷하나, 스트로마톨라이트는 겹겹이 쌓인 층 구조로 이루어진 반면 스롬볼라이트는 겹이 딱히 없이 무작위로 생성된 덩어리 구조라는 차이점이 있다. 5. 캄브리아기의 한반도 키라야바 한반도의 전기 고생대 퇴적층은 강원도 태백, 영월, 평창 및 경상북도 문경 지역에 분포하는 조선누층군으로 대표된다. 당시 한반도는 적도 부근의 곤드와나 대륙에 속한 한중지괴(Sino-Korean Craton)의 가장자리에 위치한 얕고 따뜻한 바다인 조선해(Joseon Sea)였으며, 호주 대륙과 맞닿아 있었을 것으로 추정된다. 조선누층군은 지역마다 층서의 양상에 차이를 보이며 태백층군, 영월층군, 용탄층군, 평창층군, 문경층군 등으로 나뉜다. 이 중 평창층군은 2019년 연구에서 용탄층군과 구분이 되지 않아 동일한 것으로 봐야 한다는 견해가 제시되기도 했다. 조선누층군은 캄브리아기 동안 크게 세 번의 퇴적 시퀀스(Sequence)를 겪으며 형성되었다. 제1퇴적시퀀스: 캄브리아기 초반(캄브리아기 제2세 ~ 먀오링세 중반)에 해당한다. 장산/면산층: 최하부 지층으로 선캄브리아 시대 암석 위에 부정합으로 놓여 있다. 장산층과 면산층은 동시기에 퇴적되었으나 암석의 양상이 다르며, 동점단층을 기준으로 서쪽에는 장산층이, 동쪽에는 면산층이 분포한다. 묘봉층: 셰일 지층으로, 우리나라에서 가장 오래된 삼엽충인 레들리키아 노빌리스(Redlichia nobilis)와 다양한 작은껍질화석이 발견된다. 비슷한 연대의 영월 지역 지층인 삼방산층에서도 화석이 보고된다. 대기층 중부: 얕고 맑은 바다에서 형성된 두꺼운 석회암층이다. 이후 해수면 하강으로 인해 대기에 노출된 흔적(각력암 등)이 나타난다. 제2퇴적시퀀스: 먀오링세 후반에서 푸룽세 초반에 해당한다. 대기층 상부 ~ 세송층: 깊은 바다(외대륙붕) 환경에서 만들어진 사암과 셰일이다. 이 퇴적 시퀀스의 끝 무렵인 세송층과 마차리층에서는 탄소 동위원소 값의 급격한 변동이 관찰되는데, 이는 드레스바히안 멸종과 관련된 전 지구적인 SPICE 사건'의 흔적으로 해석된다. 제3퇴적시퀀스: 푸룽세 중반 이후에 해당한다. 세송층 상부 ~ 동점층 하부: 다시 얕은 바다(내대륙붕) 환경으로 바뀌며 형성되었다. 동점층 하부에서는 비대칭형 극피동물인 석개재키스티스(Sokkaejaecystis)라는 매우 희귀하고 보존율이 높은 화석이 발견되기도 했다. 이 생물은 멸종한 분류군인 스틸로포라(Stylophora)에 속한다. [1] 한때에는 다리와 바늘이 거꾸로 복원되기도 했다. [2] 1970년대 고생물학자 아돌프 자일라허(Adolf Seilacher) 등이 제안한 용어로, 캄브리아기 기질 혁명을 비유적으로 설명하는 핵심 개념이다. 캄브리아기 동물들이 마치 농부가 쟁기로 밭을 갈아엎듯(Ploughing) 바다 밑바닥을 수직으로 파헤쳐 뒤섞어버린 현상(생물교란, Bioturbation)을 뜻한다. 이 '농사' 덕분에 단단한 미생물 매트로 막혀 있던 해저 퇴적물 속으로 산소와 물이 공급되었고, 생명체가 살 수 있는 공간이 바닥 표면(2차원)에서 지하 깊은 곳(3차원)으로 확장되는 결정적인 계기가 되었다. [3] 징강동물군(澄江動物群). 중국 윈난성 위시시 청장시 마오톈산에 위치한다. [4] 사우스오스트레일리아의 에뮤 베이에 위치한다. [5] 아이다호 남동부와 유타 주 북동부의 랭스턴 층. [6] 스페인 사라고사 주 다로카 인근에 위치

ifrain님의 대화: 아래 영상에 진화와 에너지 효율에 관해서 설명이 잘 나와 있어요. "우리의 뇌는 다른 동물보다 더 진화한 것이 아니라 그냥 다르게 진화한 것뿐입니다." https://www.youtube.com/watch?v=NDG_0Eh3x-Y

향팔님의 대화: 선크림에 자외선 흡수와 반사, 두 가지 방식이 있다는 걸 밥심님 덕분에 처음 알았어요. 마침 옆의 물리학 방 Book선아 님께서 그림과 함께 설명을 올려주셨네요. https://www.gmeum.com/meet/3497?talkId=270568