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화석의 정의

화석(fossil)이란 지질 시대 동안 지각 내에 보존된
‘생명체의 유해나 흔적(trace)’을 말하는 것이다.

그 용어는 라틴어 fossilis에서 유래된 말로써 '땅속에서 파낸 물건'이라는 뜻을 갖고 있다. 화석(化石)의 한자어는 '돌로 변한 것'이란 뜻을 갖고 있는데, 화석 중에는 꼭 그렇지 않은 것도 있기 때문에 이 말이 반드시 옳은 것만은 아니다.

화석이 과학적으로 연구되기 전까지 옛날 사람들은 화석에 대해 다양한 생각을 갖고 있었다. 기원전 철학자인 아리스토텔레스는 “화석은 돌 속에서 자라는 것”이라고 생각해 화석을 제대로 이해하지 못했다. 그러던 것이 15세기에 접어들면서 레오나르도 다빈치가 화석을 “생명체의 유해”라고 하면서 화석을 제대로 인식하기 시작하였다. 17~18세기에는 “화석이 자연의 섭리”라는 인식이 사람들에게 널리 퍼져 있었지만, 간혹 화석이 돌의 깨진 틈으로 비나 바람에 의해 씨나 알이 들어가 틈 속에서 번식을 하여 만들어졌다는 생각을 하기도 했다.

대개 화석은 생명체의 단단한 부분이 남아서 형성된다. 예를 들어 동물의 경우, 뼈 속에 함유되어 있는 인산칼슘(calcium phosphate) 성분이나 이빨의 에나멜(enamel) 성분이 화석으로 보존된다. 조개와 같이 패각을 가진 생명체는 껍질의 탄산칼슘( CaCO₃) 성분이 화석으로 된다. 규조나 유공충 같은 미화석은 외골격이나 껍질이 규질( SiO₄) 또는 탄산칼슘( CaCO₃) 성분으로 구성되어 있다. 곤충과 같은 절지동물은 껍질의 키틴질(Chitin) 성분이 화석으로 남는다.

하지만 이처럼 단단한 부분만 화석으로 되는 것은 아니다. 생명체의 부드러운 부분도 화석으로 형성이 되는 경우가 심심치 않게 발견된다. 생명체의 연체 부분도 산소가 완전히 차단되거나 수분이 거의 없는 환경에서는 화석으로 남을 수 있다. 식물의 경우는 잎이나 줄기의 셀룰로오스(cellulose) 성분이 화석으로 남는다.
이런 화석들은 화석화과정(taphonomy)을 통해 형성된다. 화석화과정은 생명체가 죽어 땅에 묻힌 후 화석이 되는 일련의 과정을 의미한다. 영어의 taphonomy라는 용어는 1940년 러시아의 과학자인 예프레모브(Ivan Efremov)에 의해 처음으로 사용되었는데, 땅에 묻히는 것을 의미하는 그리스어 “taphos”와 법칙을 의미하는 “nomos"에서 유래되었다. 예프레모브는 화석이 되는 과정을 ‘생명체의 전체적인 유해나 부분 그리고 생명체에 의해 만들어진 부산물들이 생물권에서 암석권으로 이동하는 것’이라고 하였다. 이렇게 화석화과정을 거치는 동안 생명체는 화석화작용(fossilization)을 받게 된다.
지질 시대에 걸쳐서 나타나는 화석에 관한 연구는 고생물학에서 생명체가 어떻게 형성되고 어떤 생명체가 살면서 절멸을 했는지, 그리고 생명체 간의 진화적 관계가 어떠했는지를 연구하는데 아주 중요한 역할을 담당한다.
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