서호주 탐사 “원시지구의 속살을 만나다”
김병수 (분당 에스앤유 피부과)
30억년 전, 지구가 아주 어렸을 때 이 땅의 모습은 어땠을까? 옛날의 지구는 지금과는 많이 달랐다. 육지는 훨씬 적었고 대부분은 바다로 덮여 있었다. 바닷물이 많았던 것이 아니라, 대륙지각이 적었기 때문이다. nike tn pas cher 지구상 물의 양은 거의 변하지 않는다. 1)눈에 보일 만한 생명체는 전혀 없었으며, 약간의 미생물이 물속에만 존재했다. 가장 다른 점은 대기에 산소가 없었다는 것이다. Nike Schoenen Goedkoop 당시 지구의 모습은 수 십 억년간의 침식과 판(plate)의 운동에 의해 대부분 지표면에서 사라졌지만, 그래도 지구상의 몇 군데는 아직 그 때의 모습을 간직하고 있다. 나는 그곳에 가 보고 싶었다. 지난 달, 2주에 걸쳐 “지구의 역사와 생명의 역사”라는 주제를 마음에 품고 서호주 일대를 여행했다. 이곳에서 오래 전 지구의 모습을 볼 수 있는 이유는, 여기에 세계에서 면 안 되는 초기 지구의 대륙지괴(craton)가 있다는 것과, 현재 서호주가 건조한 기후라서 아직 그 때의 흔적이 완전히 사라지지 않고 남아 있는 점 때문이다. 
사진) 이번 여행의 행선지 서호주의 거점도시 퍼스(Perth)에서 북쪽으로 2시간을 달리면 수 천 개의 암석기둥이 사막에 솟아 있는 피너클스(Pinnacles) 사막이 나온다. (사진) 
사진) 서호주 피너클스 사막의 전경 각각의 암석기둥을 피너클이라고 부르는데, 이는 석회암으로 이루어 졌고 큰 것은 3m에 달한다. 이런 석회암기둥이 어떻게 만들어 졌는지에 대해 여러 가지 이론이 있는데, 그 중 가장 유력한 이론을 소개하기로 한다. sac fjallraven pas cher 먼저 수 만년에 걸쳐서 해안선의 조개 껍질이 잘게 갈아져서 석회가루로 변하고, 이것이 바닷바람에 날려서 내륙에 차곡차곡 쌓여 두꺼운 퇴적층을 만든다. 이 과정은 암석기둥에 남아 있는 퇴적층의 층리(bedding)에 잘 드러나 있다. (사진) 
사진) 피너클 석회암 기둥에 남아 있는 층리(bedding) 다음단계로, 이 퇴적층에 관목이 자라면서 뿌리를 내린다. 뿌리 주변의 토양은 유기물질(humus)에 의해 주변보다 약간 단단한 부위(calcrete)가 생기는데 이런 상태에서 침식이 일어나면 단단한 부분이 모자(cap rock)처럼 작용해서 그 아래의 석회암을 보호하기 때문에, 이런 부위는 좀 더 오래 버티고, 모자가 없는 주변은 먼저 침식된다는 이론이다. 실제로 잘라진 피너클을 보면 나무 형태가 보이기도 한다. (사진) 
사진) 나뭇결이 남아 있는 피너클 암석기둥 여기 보이는 피너클 들은 만들어 진 지 수 만년 밖에 안 되는 것들로, 보통 지질학적 현상은 수천만년에 걸쳐서 일어나지만 이처럼 짧은 시간 동안 드라마틱하게 변하는 장소도 있다. scarpe adidas bambino shop online 2) 지금처럼 비바람에 그대로 노출된 피너클 들은 결국 얼마 안 가서 빗물에 녹아 사라질 것이다. 하지만, 너무 슬퍼하지 않아도 된다. 땅속에 묻혀 있던 다른 피너클 들이 드러나면서 우리 후손들은 더 멋진 광경을 볼 수 있을 지도 모른다. 이렇게 특이한 모양의 석회암 기둥이 만들어진 것은 조개 껍질과 식물의 뿌리 덕분이다. nike air max 2017 blu donna 만약 생명이 없었다면 이런 멋진 광경을 볼 수 없을 거라 생각하니 땅과 생명이 얼마나 밀접한 관계에 있는 지 다시 한번 느끼게 된다. 피너클스 사막에서 북쪽으로 4시간 정도 더 올라가면 칼바리(Kalbarri) 국립공원이 나온다. 이 곳에는 4억 여 년 전 고생대 실루시아(Silurian)기에 강 하구에서 퇴적된 사암층이 보란 듯이 모습을 드러내고 있다. Air Jordan Future 이 지역은 2천만년 전부터 융기를 하고 있기 때문에, 큰 강이 사암층을 급격히 깎아 내리고 있다. Trevone Boykin Jerseys 이렇게 깎인 가파른 계곡을 협곡(Gorge)이라고 부르는데, 공원 안의 여러 곳에서 멋진 협곡의 경치를 즐길 수 있다. (사진) 
사진) 칼바리 국립공원의 협곡(Gorge) 흥미롭게도 강물이 만들어 낸 협곡의 경사면과 바닥에는 4억2천만년전의 사건이 생생하게 기록되어 있다. 바로 최초로 거대 동물이 육지로 올라온 사건이다. 4~5억년 전 바닷속에는 ‘바다 전갈(Sea Scorpion)’이라고도 부르는 Eurypterid가 살고 있었다. 아주 큰 놈은 2m가 넘게 자랐는데, 바닷속 먹이사슬의 가장 위에 있었다. nike free 4.0 flyknit allegro 그런데 이 중 일부가 육지로 올라오면서 여기에 발자국을 남긴 것이다. air max 2017 goedkoop 비록 이들이 우리의 직계조상은 아니지만, 이런 절지동물들이 육상으로 진출하고, 그와 더불어서 육지에 식물이 더 많이 자라게 된 것이 수 천만년 후인 데본(Devonian)기에 우리의 직계조상을 뭍으로 올라오게 한 원동력이 되었다. Air Jordan 3 Uomo 3) (사진) 
사진) 4억 2천만년 전의 Eurypterid 발자국 (출처 : 서호주 박물관) 그렇다면, 왜 이때가 되어서야 식물과 동물이 육지로 올라올 수 있었을까? 그 해답은 바로 오존층에 있다. 오존은 성층권에서 두꺼운 층을 이루면서 태양의 자외선을 막아주는 역할을 한다. 바닷속으로는 자외선이 들어가지 못해서 오래 전부터 생명이 번성할 수 있었지만, 육지에는 강한 자외선 때문에 생명체가 살지 못했었다. 그러던 중 점차로 두꺼워 지는 오존층이 자외선을 막아주게 되면서 단세포 생물, 식물, 동물의 순서로 육상에 생명체가 등장하게 되었다. 오존(O3)층은 대기의 산소(O2)로부터 만들어진다. 따라서 원시지구에는 전혀 없던 산소가 무엇인가에 의해 만들어 졌다는 결론에 도달한다. 우리의 다음 행선지는 바로 원시지구에서 산소가 만들어 지던 과정을 볼 수 있는 장소이다. 칼바리에서 다시 북쪽으로 3시간을 달리면 세계 자연 유산으로 등재된 샤크베이(Shark bay)의 해멀린 풀(Hamelin Pool)에 다다른다. 이곳은 살아있는 스트로마톨라이트(Stromatolite) 군락이 세계적으로 유명한 곳인데 스트로마톨라이트4)는 시아노 박테리아(Cyanobacteria)라는 미생물이 만드는 암석을 말한다. 바로 이 시아노 박테리아가 지구상에 최초로 산소(O2)를 만드는 주인공이다. 시아노 박테리아는 원시지구에 많던 이산화탄소와 물에 햇빛을 이용해서 생명에 필요한 물질을 만드는 놀라운 방법을 진화시켰다. 이 과정을 광합성이라고 하는데, 광합성의 부산물로 산소가 나오는 것이다. 아무도 의도하지 않았지만, 이렇게 만들어진 산소는 일단 바다에 축적되었고, 25억년 전쯤 바다에 산소가 포화되었을 때 대기로 새어 나와서 서서히 대기의 산소농도를 올리게 되었다. nike air max 1 바로 이 현상 덕분에 지구가 다른 행성과는 다르게 특별해 진 것이다. 우리가 현재 눈으로 보는 모든 생명체는 산소를 이용하는 생명현상의 한 끝에 있다. 그리고 그 시작을 따라가 보면 지금 눈 앞에 펼쳐져 있는 시아노 박테리아가 있는 것이다. new balance 373 bleu orange new balance 574 sonic femme bordeaux 
사진) 썰물에 드러난 해멀린 풀의 스트로마톨라이트 군락 시아노 박테리아는 지금도 biofilm을 만들어서 자신들의 보금자리를 꾸미고 있지만, 먼 후손인 연체동물이 biofilm을 먹이로 삼기 때문에 대개의 경우 스트로마톨라이트까지 만들지는 못한다. 하지만 염도가 높은 특수한 조건에서는 달팽이 같은 연체동물이 살 수 없기 때문에 시아노 박테리아가 번성해서 스트로마톨라이트를 만들 수 있다. 지구상에 이곳 말고도 살아있는 스트로마톨라이트가 드물게 존재하지만, 여기만큼 대규모로 만날 수 있는 곳은 없다. 그 이유를 살펴보자. UA Clutchfit Drive II 
그림) 샤크베이 지역 바다의 염도(출처 : 서호주 환경청). Taylor Martinez – Nebraska Cornhuskers 염도가 높은 해멀린 풀(Hamelin Pool)에서만 스트로마톨라이트 군락을 볼 수 있다. 1만년 전 마지막 빙하기가 지나고 해수면이 상승함에 따라 당시에는 육지였던 샤크베이로 바닷물이 차 올라와서 만(bay)이 되었다. 만의 입구는 원래 지형의 영향으로 만의 안 쪽 보다 오히려 얕아서 빽빽한 해초(sea grass)숲으로 막히게 되고, 5) 한 번 들어온 바닷물은 쉽게 빠져 나가지 못하게 되었다.
거기에 더해 이 지역의 낮은 강수량과 높은 일조량, 강한 바람은 점점 바닷물을 증발시켰고, 결국 보통 바닷물보다 두 배나 염분이 높아지게 되었다. new balance 1400 invincible 이런 특수한 환경 덕분에 1,000년 전부터 스트로마톨라이트가 바닷가에서 자라나고 있다. 여기서 보는 스트로마톨라이트가 아주 오래 된 것은 아니지만, 멀리 보이는 나무숲과 주위의 사람들을 지워 버리면, 30억년 전 원시 지구의 풍광을 오롯이 느껴 볼 수 있다. 이제, 진짜 30억년 전의 지질과 생명의 증거를 만나러 가자. 샤크베이에서 1,000여 Km를 달려서 갈 수 있는, 서호주 북부에 위치한 필바라 지역은 30억년 전의 시생대(Archean E.on) 지층이 땅에 드러나 발에 차일 정도로 흔한 곳이다. Soldes Fjallraven Kanken (사진들) 
사진) 35억년전 바닷속에서 화산가루가 켜켜이 쌓인 후 단단히 굳어서 암석이 된 후, 측면의 압력에 의해 뒤집어진(overturned) 지층으로, 대리석(marble)처럼 생겼다고 해서 마블바(Marble Bar)라고 부르는데 마치 소고기 마블링 처럼도 보인다. 이런 지층이 100Km 이상 이어져 있다. 
사진) 35억년전 편평하게 쌓인 현무암이 오랜 기간 사방에서 밀려드는 압력에 의해 수직으로 서있다. 고온 고압에 의해 암석을 이루던 미네랄이 재배열된 것을 변성암이라고 하는데, 시생대의 녹색을 띄는 변성암대를 그린스톤(Greenstone) 벨트라고 부른다. 
사진) 잘려진 내부를 보면 녹색의 변성암이 잘 보인다. nike tn pas cher 외부가 붉은 색인 이유는 최근에 지표로 드러난 후 급격히 공기중의 산소에 산화되었기 때문이다. 
사진) 26억년 전의 소행성충돌에 의해 깨어진 암석 조각이 쓰나미(Tsunami)로 밀려와서 퇴적된 각력암(Breccia) 
사진) 33억년전 관입한 화강암이 전단력(shearing force)에 의해 변성된 편마암(Gneiss)으로 줄무늬가 특징이다. 아주 오래된 대륙지괴(craton)에서 흔히 보인다. 수 많은 필바라 지역의 시생대 지질현상 중에 우리의 눈길을 가장 끄는 것은 바로 스트로마톨라이트 화석이다. (아래 사진들) 일반적으로 물속에서 탄산염이 석회암으로 퇴적될 때는 완전히 편평하게 쌓이게 된다. 하지만, 시아노 박테리아는 좀 더 햇빛에 가까이 가기 위해서 자연스럽게 둥그런 돔(dome) 모양을 만들게 된다. 따라서 스트로마톨라이트는 편평하지 않고 둥그렇거나 물결무늬를 띈다. 6) 
사진) 둥그런 돔(dome)형태의 27억년된 스트로마톨라이트 
사진) 물결무늬를 보이는 34억년 된 스트로마톨라이트 우리는 필바라에서 30억년 전의, 머나 먼 조상의 흔적을 만날 수 있었다. Air Max 90 Mujer 이들이 생존을 위해 열심히 광합성을 하는 과정에서 만들어진 부산물인 산소 덕분에 우리가 지금 활기차게 살아 갈 수 있는 것이다. 산소의 강한 반응력은 당시의 생명체들에게 치명적이었을 것이다. 하지만, 생명은 오히려 이런 위기를 딛고 산소를 이용해서 에너지를 만드는 방법을 진화시켰다. 이를 세포 호흡이라고 부른다. 현재 지구상의 거의 모든 생명체는 산소를 이용한 세포 호흡을 통해 에너지를 얻고 있으며, 시대에 따라 변하는 대기의 산소 농도는 생물 진화의 가장 중요한 원동력 중의 하나로 손꼽힌다. 그렇다면 시아노 박테리아가 처음 만들어낸 산소는 어디로 갔을까? 이것을 극명하게 보여주는 곳이 우리의 마지막 목적지이다. 우리의 마지막 행선지는 카리지니(Karijini) 국립공원이다. 이곳에서는 25억년전에 쌓인 호상철광층(Banded Iron Formation: BIF)을 바로 코 앞에서 볼 수 있다. 이 지층은 바닷속에서 3억년 간 쌓인 후 오래 동안 땅 밑에 있다가, 최근 2000만년 전부터 융기를 하고 있다. 높아지는 땅은 물에 깎여나가게 되는데 철광층은 아주 단단하기 때문에 위층부터 깎이는 것이 아니라, 기존에 있던 좁은 균열(crack)이 물에 의해 조금씩 벌어지는 식으로 깎여 나가게 되어 좁고 깊은 협곡(Gorge)이 생긴다. 이 곳의 협곡은 칼바리 국립공원의 협곡과는 비교도 안되게 가파른데, 그 이유는 칼바리의 사암층보다 카리지니의 철광층이 훨씬 단단하기 때문이다. scarpe new balance running 2015 (사진들) 
사진) 깎아 지른 듯한 카리지니의 협곡(Gorge). 깊이는 100m에 달한다. 
사진) 협곡의 내부. 기존의 작은 균열(crack)이 물에 의해 넓어진 후, 아래쪽의 약한 부분이 먼저 깎여 나가면 위의 암석이 떨어지는 과정이 반복되면서 균열이 넓어지게 된다. 시아노 박테리아가 만들어낸 산소는 먼저 바닷속의 산소농도를 올리게 된다. 그렇다면 철은 어디에서 왔을까? 당시는 지금보다 훨씬 바다가 넓었고, 해저 화산활동도 활발했었다. 화산에 의해 지구 내부의 철이 바닷속으로 흘러 들어왔는데, 철은 산소가 없을 때는 물에 녹지만, 산소가 있으면 산소와 결합해서 산화철 형태로 바다 밑으로 가라앉아 시루떡처럼 쌓이게 된다.
반면, 화산활동이 잠잠할 때는 바닷속에 많던 규산염(silicate)이 퇴적되었기 때문에 검붉은 산화철층과 밝은 규산염층이 번갈아 나타나는 호상철광층이 만들어 진 것이다. Texas A&M Aggies Maglie Boston Celtics (사진) 
사진) 호상철광층(Banded Iron Formation)의 띠(band)를 잘 볼 수 있다. 검붉게 보이는 띠가 산화철인데 25억년 전 바닷속에 산소가 많았다는 강력한 증거이다. 서호주의 철광석은 순도가 높기로 세계적으로 유명해서 호주 경제에 큰 도움을 주고 있다. 지금 여러분이 앉아 있는 건물의 철골이나 오늘 탔던 차량의 강판들은 모두 이 인근 지역의 철광석을 수입해서 만든 것이다. 철이 현대사회의 번영을 가능케 한 근간이라 한다면, 무관할 것만 같은 고대의 지질현상도 결국은 우리의 삶과 밀접한 관계에 있다는 것을 알 수 있다. 왕복 5000Km를 넘게 달린 우리의 여정은 여기서 끝난다. Air Max 90 Dames 지구의 역사와 생명의 역사가 서로 얽혀 있다는 것과, 우리가 얼마나 운 좋게 이 지구에서 살고 있는 지를 다시 한 번 느끼게 해 준 귀중한 시간이었다. nike air max 2016 donna
1) 바닷물이 많았던 것이 아니라, 대륙지각이 적었기 때문이다. 지구상 물의 양은 거의 변하지 않는다. 2) 불과 백 년 전, 바람이 많이 불던 시기에는 피너클 들이 전부 모래와 석회가루로 뒤덮여서 이 지역은 그냥 평범한 사막처럼 보이던 적도 있었다. 3) 인류를 포함한 모든 사지동물(포유류, 파충류, 조류, 양서류)의 조상은 어류인데, 어류의 한 종류가 3억8천만년 전인 데본기에 최초로 육상에 진출한다. 2004년, 어류와 사지동물의 중간화석인 Tiktaalik이 발견되었다. 4) 시아노 박테리아는 주위에 분비물을 내어서 biofilm이라는 보호막을 만드는데 이때 물에 있는 칼슘 등의 미네랄이 퇴적되면서 biofilm은 딱딱한 구조물로 변한다. 새로 번식하는 시아노 박테리아는 기존의 보호막 바깥으로 만들어 지기 때문에 이 구조물은 층을 이루면서 점차로 두꺼워지게되고, 이것이 암석화된 것이 스트로마톨라이트이다.
5) 약 5천년 전, 만의 입구는 수심이 2-3m에 불과하게 되었는데, 이렇게 얕은 바다에는 햇빛이 잘 들기 때문에 광합성으로 살아가는 해초가 번성할 수 있었다. 해초 숲은 점점 모래를 쌓아서 현재는 거의 해수면까지 닿아 있다. 6) 이런 물결무늬의 화석은 오래 전부터 알려졌지만, 이것이 생명체에 의한 것인지 아닌지에 대한 격렬한 논란이 있었다.