우리가 살고 있는 지구에 대해서 알아보면 기본은 지층과 퇴적암에 대해 공부하면 된다. 아이들에게 지층의 생성과정과 여러 가지 모양의 지층에 대해 알려주고 퇴적암의 의미, 생성과정, 지금까지 남아 있는 화석에 대해 자연스럽게 학습시키면 된다.
여러 가지 모양의 지층
지층의 단면에 나타나는 나란한 줄무늬를 층리라고 한다. 일반적으로 층리는 수평면과 거의 나란하게 발달하는데 그 까닭은 퇴적물이 쌓이는 바다나 호수의 바닥이 거의 편평하기 때문이다. 그러나 지그 내부의 힘에 의해 지충의 횡압력이나 장력을 받으면 지층이 휘어지거나 끊어지면서 층리의 모양이 변형되기도 한다.
우리나라의 대표 지층
- 채석강 : 전라북도 부안군 변산반도에 위치한 해안 절벽과 그 일대의 바닷가를 말한다. 채석강의 해안 절벽은 파도의 침식 장용으로 형성되었으며, 마치 수만 권의 책을 쌓아 올린 것 같은 층리와 다양한 색깔의 지층을 볼 수 있다. 채석강의 지층은 이암, 사암, 역암 등 여러 종류의 암석으로 이루어져 있다. 채석강이라는 이름은 중국의 시인 이태백이 강물에 비친 달의 모습을 보고 달을 잡으려다 빠졌다는 중국의 채석강과 비슷하여 붙여진 것이라고 한다.
- 상족암 군립 공원 : 경상남도 고성군 하이면 덕명리 해안에 있는 굴립공원으로 공원의 바닷가 쪽에는 해안 절벽과 절벽 아래의 넓은 암반층이 유명하다. 해석 절벽은 층리가 잘 발달한 퇴적암으로 구성되어 있으며 파도의 침식 작용에 의해 바위 곳곳에는 절경이 많이 나타난다. 상족암이라는 이름은 암석의 생김새가 밥상 다리 모양 같다고 하여 붙여졌다고 한다. 상족암 부근 해안에는 공룡 발자국이 6km에 걸쳐 남아 있으며, 발자국 모양과 크기가 일정한 것으로 보아 이곳은 공룡들이 집단 서식했던 곳으로 추정된다.
학생들이 자주 갖는 오개념
지층을 이루는 암석은 단단해서 휘어질 수 없다.
- 지층을 이루는 암석은 단단하지만 큰 힘을 지속적으로 오랫동안 받으면 휘어질 수 있으며, 암석이 버틸 수 있는 한계보다 더 큰 힘을 받으면 끊어질 수도 있다.
줄무늬가 있으면 모두 퇴적암이다.
- 변성암의 경우에도 줄무늬처럼 보이는 편리나 편마 구조가 나타나므로 줄무늬가 있다고 해서 모두 퇴적암이라고 할 수 없다.
퇴적암 파헤치기
퇴적암의 생성
퇴적암은 바다뿐만 아니라 하천 주변의 범람원이나 호수 등에서도 생성된다. 우리나라의 강원도와 충청북도 일대에 나타나는 퇴적암은 대부분 바다에서 생성되었지만, 경상도와 전라도 해안에서 나타나는 퇴적암은 모두 호수나 하천과 같은 육상 환경에서 생성된 것이다. 이렇게 저지대나 깊은 곳에서 만들어진 퇴적암이 오랜 시간이 지나면서 지각 변동 등의 작용으로 융기하게 되면 육지에서 관찰할 수 있게 된다.
퇴적암의 형성 과정
- 다져짐 작용(앞축 작용) : 퇴적물이 쌓이면서 위에 잇는 물질의 무게에 의해 치밀하게 다져지는 작용이다. 다져짐 작용이 일어나면 퇴적물 사이의 공극이 줄어들고 밀도가 증가한다.
- 교결 작용(시멘트화 작용) : 퇴적물 사이의 공극에 지하수에 녹아 있던 교결 물질이 침전하면서 퇴적물 알갱이들을 단단하게 연결시키는 작용이다.
학생들이 자주 갖는 오개념
퇴적물이 오래 쌓이면 모두 퇴적암이 된다.
- 퇴적암은 퇴적물이 단순히 쌓이기만 하면 생상되는 것이 아니다. 예를 들어 강정을 만들 때 볶거나 튀긴 곡식이나 견과류들을 쌓아서 다지기만 한다면 알갱이들이 뭉쳐지지 않는다. 강정을 만들기 위해 물엿 등이 필요하듯이 퇴적물이 쌓인 후 교결물질에 의해 교결 작용이 일어나야만 퇴적암이 만들어진다.
화석은 어떻게 생성되었을까?
화석
지질 시대에 살았던 생물의 유해나 흔적이 지층이나 암석 속에 남아 있는 것을 화석이라고 한다. 생물 몸체의 저부 또는 그 일부가 화석이 된 것을 체화석이라 하고, 발자국이나 기어 다닌 자국 등과 같은 생물의 생활 흔적이 남아 있는 것을 생흔화석이라고 한다. 학생들이 관찰하는 화석은 대부분은 돌로 치환된 것이므로 화석이 반드시 돌로 되어야 한다는 오개념을 가질 수 있다. 그러나 시베리아 동토에서 발견된 매머드 화석이나 나무에서 흘러나온 송진이 굳어져 만들어진 호박 속 곤충 화석은 썩지 않고 그대로 남아 있다는 사실을 알려준다.
화석으로 남기 위한 조건
고생물이 퇴적물 속에 매몰된다고 해서 모두 화석으로 남는 것은 아니다. 화석으로 남기 위해서는 우선 개체수가 많을수록 화석이 될 확률이 높아진다. 또한, 유해나 흔적이 부패되어 없어지기 전에 빠른 시간 내에 퇴적물로 덮여야 하고, 굳은 껍질이나 단단한 골격이 있어야 하며, 심한 지각 변동을 받지 않아야 한다. 생흔 화석의 생성과정 공룡 발자국 화석은 단단한 암반에 흔적이 남아 있다. 공룡 발자국 화석뿐만 아니라 지렁이가 기어간 자국이나 새 발자국, 동물이 땅굴을 판 흔적 등이 화석으로 남은 것도 마찬가지이다.
어떻게 이렇게 단단한 암반에 생흔 화석이 형성되었을까?
아주 오래전 공룡이 강이나 호수 근처의 진흙탕을 걸어가면서 발자국을 남겼으며, 시간이 지날수록 이 진흙탕은 햇볕을 받아 건조되면서 딱딱해졌다. 이렇게 하여 딱딱해진 공룡 발자국 위로 퇴적물이 쌓이게 되고, 공룡 발자국이 새겨진 지층은 퇴적물의 무게와 압력으로 단단한 암석으로 굳어진다. 그 후 오랜 시간 동안 비나 바람등에 의해 지층의 윗부분이 풍화, 침식 작용을 받아 사라지게 되면 공룡 발자국이 드러나게 된다.
아이들이 흥미 있어 하는 지층의 생성 원리와 화석의 생성 원리에 대해서 자세히 알아보고 학생들이 많이 가지는 오개념에 대해서도 자세히 설명했습니다. 지구의 지층과 화석에 대해 학습할 때 바탕이 되는 지식입니다.