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광물침투작용

생명체가 죽어서 땅 속에 묻히면 여러 가지광물학적, 화학적 작용에 의해서
화석이 된다

화석을 형성하는 여러 가지 작용들을 일컬어 화석화작용(fossilization)이라고 한다.

생명체가 죽어서 땅 속에 묻히면  여러 가지 광물학적, 화학적 작용에 의해서 화석이 된다. 화석을 형성하는 여러 가지 작용들을 일컬어 화석화작용(fossilization)이라고 한다.

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광물침투작용

광물침투작용(permineralization)은 화석화작용(fossilization) 중에서 가장 흔하게 나타나는 현상이다. 이런 화석화작용은 나무, 뼈, 조개껍질에 있는 작은 구멍에 광물질이 스며들 때 발생한다. 스며든 광물질은 주로 지하수 또는 호수나 바다로부터 공급된다. 예를 들어, 나무는 조직의 섬유와 셀룰로오스(cellulose)가 녹아버리고 광물로 대체된다. 대개 원래 생명체가 가지고 있는 광물질이 완전히 녹아 없어지고 다른 광물이 들어와 화석이 된다. 이런 화석들에서 형성이 되는 공통적인 광물은 방해석(calcite), 철(iron), 규소(silica)이다.

광물침투작용의 세부적인 메카니즘은 다음과 같다. 생명체가 죽어서 땅에 묻히고 화석이 되면 뼈처럼 단단한 부분은 어떠한 변화에 손상이 되지 않는 것처럼 보인다. 뼈와 같은 골격과 식물의 조직에는 눈에 보이지 않지만 작은 구멍과 공간을 가지고 있다. 그래서 생명체가 화석이 되면 지하에 있는 공극수(pore water)는 광물침투작용으로 인해 화석에 스며든다. 공극수는 단단한 부분에 있는 작은 구멍이나 공간의 물질을 녹인다. 물질이 녹아서 없어지면 작은 공동이 생긴다. 그 곳에 규산염 광물(silica), 인산염 광물(phosphate), 황철석(pyrite) 등과 같은 입자를 가진 작은 광물이 스며든다. 이렇게 광물이 스며들면 묻힌 생명체의 단단한 부분은 더욱 단단해진다. 이와 같은 메카니즘을 가지기 때문에 광물침투작용은 석화작용(petrifaction)과 비슷한 개념으로 사용되기도 한다. 석화작용은 생명체가 가지고 있는 유기물질이 녹아 없어지고 광물이 들어가서 돌처럼 단단해지는 현상이다.

광물침투작용은 화석의 내부에 어떤 광물이 침투하느냐에 따라서 규질화작용(silicification), 황철석화작용(pyritization), 탄산염화작용(carbonate mineralization)으로 세분화 할 수 있다. 광물침투작용의 대표적인 예로는 규화목을 손꼽을 수가 있다. 특히 화산활동이 활발하게 일어났던 곳에서 나무가 죽으면 화산재 또는 퇴적물에 의해 나무는 땅 속에 묻힌다. 그러면 지하수와 같은 공극수가 광물침투작용으로 인해 나무의 조직으로 스며든다. 공극수의 작용으로 물관, 체관과 같은 작은 다공에 있는 유기물이 녹아 없어지고 그곳에 작은 공동을 형성한다. 화산활동이 일어나면서 분출이 되는 용암이나 화산재에 많이 함유된 실리카성분(SiO2)이 여러 개의 공동을 채우게 된다. 실리카성분은 입자가 아주 작아서 식물세포의 구조를 파괴하지 않고 통과해서 들어갈 수가 있다. 이런 과정을 통하여 아주 단단한 규화목을 형성하게 된다.

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