지구과학 고2 지구의 역사와 한반도의 암석

시상 화석

산호·고사리·털매머드처럼 특정 환경(온도·수심)에서만 살아 퇴적 당시 환경을 알려주는 화석을 이해한다.

온도나 수심 같은 특정한 환경에서만 살 수 있어서, 그 화석이 든 지층이 쌓일 당시의 환경이 어떠했는지를 알려 주는 화석입니다.

시상 화석은 지층에 남은 '그날의 날씨 사진'입니다. 사진 속에 산호가 있으면 그곳이 따뜻하고 얕은 바다였다는 뜻이고, 고사리가 있으면 따뜻하고 습한 육지였다는 뜻입니다.

쉽게 말하면

표준 화석이 시간을 알려 준다면 시상 화석은 장소, 정확히는 환경을 알려 줍니다. 그리고 두 화석이 요구하는 조건은 정확히 반대입니다.

시상 화석의 첫 조건은 살 수 있는 환경이 아주 좁을 것입니다. 이 조건이 왜 필요한지는 반대로 생각하면 분명합니다. 어떤 생물이 뜨거운 곳에서도 차가운 곳에서도, 얕은 물에서도 깊은 물에서도 살 수 있다면, 그 화석이 나와도 환경을 좁힐 수 없습니다. 아무 데서나 살 수 있는 생물은 아무것도 말해 주지 않습니다. 반대로 따뜻하고 얕은 바다에서만 살 수 있는 생물이라면, 그 화석이 나온 지층은 바로 그런 바다에서 쌓였다는 결론이 나옵니다.

둘째 조건은 생존 기간이 길어도 된다는 것입니다. 표준 화석에서는 오래 살아남은 것이 결격 사유였지만 여기서는 아닙니다. 오히려 오랜 시간 여러 시대에 걸쳐 살아온 생물이라면, 여러 시대의 지층에서 그때그때의 환경을 알려 줄 수 있어 더 유용합니다.

대표적인 시상 화석은 산호와 고사리입니다. 산호는 따뜻하고 얕은 바다에서만 자라므로, 산호 화석이 나온 지층은 그때 그곳이 따뜻하고 얕은 바다였음을 말해 줍니다. 고사리는 따뜻하고 습한 육지에서 잘 자라므로, 고사리 화석은 그곳이 습한 육지였음을 알려 줍니다. 털매머드처럼 추운 육상 환경에 적응한 생물의 화석은 당시 그곳이 추웠음을 가리킵니다.

주의할 점이 하나 있습니다. 시상 화석의 해석은 '이 생물이 지금도 그런 환경에서만 산다'는 관찰에 기대고 있습니다. 그래서 죽은 뒤 물살에 떠내려가 다른 환경에 묻힌 화석은 잘못된 결론을 부를 수 있습니다. 그래서 실제로는 화석 하나만 보지 않고, 함께 나온 다른 화석들과 지층을 이루는 퇴적물의 성질까지 겹쳐서 판단합니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

산호 화석이 나온 지층

산호는 따뜻하고 얕은 바다에서 자랍니다. 그러므로 산호 화석이 든 석회암층은 그 지층이 쌓일 때 그곳이 따뜻하고 얕은 바다였음을 알려 줍니다. 지금은 그곳이 높은 산이라 해도, 지층이 쌓일 당시에는 바다 밑이었고 그 뒤 융기했다는 이야기가 됩니다.
예시 2

고사리 화석이 나온 지층

고사리는 따뜻하고 습한 육지에서 잘 자랍니다. 고사리 화석이 나오는 지층은 그때 그곳이 바다가 아니라 습한 육지 환경이었음을 가리킵니다. 그래서 석탄이 많이 나오는 지층에서 고사리류의 화석이 함께 발견되곤 합니다.
예시 3

환경이 바뀐 역사를 읽기

아래 지층에서 산호 화석이, 위 지층에서 고사리 화석이 나온다면 그곳이 바다에서 육지로 바뀌었다는 뜻입니다. 시상 화석을 지층 순서대로 따라 읽으면 그 지역의 환경 변화사가 그대로 복원됩니다.

시상 화석과 표준 화석이 요구하는 조건

조건	시상 화석	표준 화석
생존 기간	길어도 좋음 (여러 시대의 환경을 알려 줌)	짧아야 함 (시대가 좁혀짐)
살 수 있는 환경	아주 좁아야 함 (환경이 특정됨)	넓어도 상관없음
분포 지역	특정 환경에 한정됨	넓어야 함 (지층 대비 가능)
알려 주는 것	지층이 쌓일 당시의 환경	지층이 쌓인 시대
예	산호, 고사리	삼엽충, 암모나이트, 화폐석

자주 하는 오해

널리 퍼져 사는 생물일수록 좋은 시상 화석이라고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움여러 환경에서 살아 화석이 많이 나오는 생물이 환경을 잘 알려 줄 것이다

실제로는아무 환경에서나 살 수 있는 생물은 시상 화석이 될 수 없습니다. 사는 환경이 좁을수록 좋은 시상 화석입니다.

시상 화석의 목적은 환경을 특정하는 것입니다. 그런데 그 생물이 따뜻한 곳에서도 추운 곳에서도 살 수 있다면, 화석이 나와도 후보 환경이 그대로 남아 아무것도 좁혀지지 않습니다. 정보의 가치는 '가능성을 얼마나 줄여 주는가'에서 나옵니다.

시상 화석으로 지층의 시대를 판정하기

이렇게 생각하기 쉬움산호 화석이 나왔으니 이 지층의 시대를 알 수 있다

실제로는산호는 여러 시대에 걸쳐 살아왔으므로 시대는 알려 주지 못합니다. 알려 주는 것은 '따뜻하고 얕은 바다'라는 환경뿐입니다.

생존 기간이 긴 것이 시상 화석의 특징인데, 바로 그 특징 때문에 시대를 좁히지 못합니다. 시대를 알려면 그 지층에서 함께 나온 표준 화석을 봐야 합니다. 같은 지층의 두 화석은 서로 다른 질문에 답하는 것이지, 둘 다 시대를 말해 주는 것이 아닙니다.

선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요

화석과 지질 시대고2

이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다

없음 — 이 개념이 마지막입니다

같은 단원의 개념 — 지구의 역사와 한반도의 암석

자주 묻는 질문

Q1한 생물이 표준 화석이면서 시상 화석일 수 있나요?

두 조건이 서로 반대라서 동시에 만족하기는 어렵습니다. 시대를 좁히려면 짧게 살고 널리 퍼져야 하고, 환경을 좁히려면 좁은 환경에서만 살아야 하기 때문입니다. 그래서 대개 어느 한쪽으로 쓰입니다.

Q2시상 화석 하나만으로 환경을 단정해도 되나요?

조심해야 합니다. 죽은 뒤 물살에 떠내려가 원래 살던 곳과 다른 곳에 묻혔을 수 있기 때문입니다. 그래서 여러 개체가 살던 자리에 그대로 묻혀 있는지, 함께 나온 다른 화석과 퇴적물의 성질이 그 환경과 맞아떨어지는지를 함께 확인합니다.

Q3화석 말고 환경을 알려 주는 다른 단서도 있나요?

있습니다. 퇴적물의 알갱이 크기와 퇴적 구조도 강한 단서입니다. 자갈이 많으면 물살이 센 곳, 아주 고운 진흙이면 물살이 잔잔한 깊은 곳이었음을 뜻합니다. 시상 화석은 이런 단서들과 함께 읽을 때 가장 믿을 만합니다.

교육과정 2022 개정 · 고2 지구과학 · 지구의 역사와 한반도의 암석 수록 기본 (교육과정 단원)

출처 교육부 고시 제2022-33호 (2022 개정 교육과정) · NCIC 국가교육과정정보센터

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