시생누대의 화석들 (40억년전 ~ 25억년전)

[young7]

시생누대(始生累代, Archean)

시생누대(始生累代)는 지질시대 구분의 하나로 약 40억년 전부터 25억년전(혹은 38억 7,500만 년전으로부터 27억 5천만년 전)

까지의 시기다. 시생누대에 지구의 지각은 대륙을 형성하고 지구상 생명체들이 발생하기에 적합할 만큼 식었다. 이 시대에 바다

가 생겼을 것으로 추정된다. 시생누대(Archean)를 세분하면 다음과 같다
Neo Archean:    28억년 ~ 25억년전 - Jeerinah Formation (2.70 Bya), pilbara, Western Australia
Meso Archean:  32억년 ~ 28억년전
Paleo Archean:  36억년 ~ 32억년전 - Strelley Pool Formation (3.40 Bya), pilbara, Western Australia

                                                 Dresser Formation (3.49 Bya), North pole Dome, pilbara, Western Australia

Eo Archean:      40억년 ~ 36억년전 - Isua supracrustal Belt (3.77 Bya), Southwest of Greenland.

<용어와 분류상의 변화>
시생누대의 영문명칭인 'Archean'은 '태초(beginning, origin)'라는 뜻의 고대 그리스어 'Αρχή'에서 유래하였다.이 명칭은 "가장 최

초의 지질학적 시대"라는 뜻으로 1872년에 처음 쓰였다. 명왕누대가 인식되기 전, 시생누대는 지구가 형성된 45억 4천만년 전으

로부터 25억년 전까지의 지구 초창기 시대를 아울렀다.
시생누대의 시작과 끝은 층서학에 기반을 두지 않고, 연대측정의 방법으로 정해진다. 40억년 전이라는 이 시대의 고한선(古限

線), 혹은 시점(始點)은 국제층서학회에서 공식적으로 받아들여졌다

<지질>
지표면에 노출된 가장 오래된 암석은 시생누대에나 형성되었다. 시생누대의 암석은 그린란드, 시베리아 캐나다 순상지, 몬태나

와 와이오밍(와이오밍 대륙괴의 노출부), 발트 순상지, 로돕프 마시프(불가리아 남부), 스코틀랜드, 인도, 브라질, 서호주, 남아프

리카 등지에서 발견된다. 지금까지 남아있는 시생누대의 암석은 대체로 화강암이다.시생누대의 암석은 회색사암(Graywackes),

이암, 화산퇴적물, 호상철광층 등 심해퇴적물이 크게 변성된 것이다. 지구상의 대륙은 시생누대에 형성되기 시작하였다

<환경>
시생누대의 대기에는 아마도 자유산소가 거의 없었을 것으로 생각된다. 천문학자들은 당시 태양의 광도가 오늘날의 70~75% 정

도였으며, 지구의 기온은 지구가 형성된지 불과 5억년 만에 오늘날의 수준으로 떨어졌으리라 생각한다. 다만, 지구의 기온이 더

떨어지지 않고 적당한 수준을 유지한 것은 아마도 지구역사상 후대보다 훨씬 많은 온실기체가 존재했기 때문일 것이다. 

이와 대조적으로 이 시기 지구의 반사율(albedo)은 대륙부와 구름이 거의 없어 매우 낮았을 것이다. 다만, 액체 상태의 물이 있었

던 것으로 보이는데, 이는 퇴적암 기원의 고변성 편마암의 존재를 통해 증명된다.

<생물>
시아노박테리아(藍細菌)의 화석이 시생누대 전체를 통하여 발견된다. 후대로 갈수록 더 흔해진다. 시아노박테리아는 생명활동을

통해 산소를 생성하고 얕은 해저면에 스트로마톨라이트라는 층을 형성하였다. 쳐트 층리에서는 박테리아 화석일 개연성이 높은

것들이 발견된다. 세균역의 화석에 더하여 고균역의 화석 역시 발견되었다.
시생누대 동안에 계속하여 생물이 존재하였던 것으로 보인다. 그러나 핵이 없어 단세포생물인 원핵생물이었던 것으로 보인다. 

이 시기에 진핵생물은 화석을 남기지 않고 진화해왔다고 생각된다.  바이러스의 화석증거는 아직 없다.

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화석명칭	Stromatolite (스트로마톨라이트).  최초의 생명체 흔적 함유
지질시대	Paleo-Archean, (시생대)
생성시기	34억년전
발굴지역	Strelley Pool Formation, pilbara, Western Australia
기     타	163 x 126 x 7 mm,    232 g 단세포 생물 출현시기 ebay-Crystalworldaus,  2022.12.15

STRELLEY POOL SLICE Polished on front 
Oldest Stromatolite, Archean, 3.4 billion year old,
Strelley Pool Formation.  Pilbara, Western Australia
Weight:  232 grams.  approx 16.3 cm x  12.6 cm x  0.7 cm

*호주에는 모든 화석의 수출을 규제하는 수출 관련법이 있으나 이 표본은 적절한 허가를 받아 합법적으로 수출됨.

스트로마 톨라이트는 주로 시아노 박테리아인 미생물 생명체의 층상 미량 화석이다. 그들 중 일부는 놀랍게도 34 억년 전으로 

거슬러 올라가 지구상에서 가장 오래된 생명체 기록이 되었다. 스트로마 톨라이트와 마이크로바이알 라이트는 일반적으로 단

세포 광합성 미생물인 시아노 박테리아층 위에 층이 성장하여 얕은 물에서 형성되었다. 이 층은 바위에 매우 아름답고 다채로

운 줄무늬 구조를 형성한다. 이 산소 생성 남조류는 너무 단순해서 DNA 포장 핵이 없지만 지구에서 일어난 가장 큰 변화의 하

나가 될 수 있다. 그들은 더 복잡한 생명체의 발달에 꼭 필요한 대기 산소의 유일한 주요 공급원이었다.

화석명칭	Stromatolite (스트로마톨라이트).  최초의 생명체 흔적 함유
지질시대	Paleo-Archean, (시생대)
생성시기	34억년전
발굴지역	Strelley Pool Formation, pilbara, Western Australia,
기     타	41 x 30 x 12.5 mm,    35 g   단세포 생물 출현시기 Etsy-UKGE,  2021.7.4

화석명칭	Microbial Mat (마이크로비알 매트).  최초의 생명체 흔적 함유
지질시대	Paleo-Archean, (시생대)
생성시기	34억 9천만년전
발굴지역	Dresser Formation, North pole Dome. Western Australia
기     타	53 x 55 x 26 mm,    53 g   단세포 생물 출현시기 ebay-Crystalworld Details,  2021.6.22

화석명칭	Microbialite (마이크로바이알라이트). 미생물암.  최초의 생명체 흔적
지질시대	Eo-Archean, (시생대)
생성시기	37억 7천만년전 *재조사한 결과 압력에 의해 굴곡된 단순 암석지층이라는 학자도 있다
발굴지역	Isua supracrustal Belt, Southwest of Greenland
기     타	65 x 55 x 8.8 mm,    73 g 단세포 생물 출현시기 ebay-Crystalworldaus, 2021.6.4

Microbialite(미생물암)
마이크로바이알라이트(Microbialite)는 호수 바닥이나 해저에서 자라는 세균 및 조류로 이루어진 미생물 매트(microbial mat)에 의

해서 형성된 유기 퇴적 미네랄 침전물이다. . 탄산염성 진흙은 automicrite 또는 authigenic 탄산진흙의 일종이므로 이동 및 퇴적되

는 대신 현장에서 침전된다. 제자리에서 형성된 미생물 라이트는 암초를 만드는 사람이 미생물 인 경계석의 한 유형으로 볼 수 있

으며, 탄산염의 침전은 시험, 껍질 또는 골격을 형성하는 대신 생물학적으로 유도된다. 박테리아는 얕은 물과 깊은 물 (시아노 박

테리아 제외) 모두에서 탄산염을 침전시킬 수 있으므로 햇빛에 관계없이 미생물이 형성 될 수 있다

(분류)
Microbialites는  구성 형태에 따라 3 종류로 분류된다
(1)Stromatolitic : 스트로마톨라이트를 형성하기 위해 적층된 마이크로 바이알 라이트
(2)Thrombolitic : 스롬볼라이트는 마이크로바이알라이트(Microbialite)라고 불리는 미생물 기원 퇴적구조의 한 형태를 말한다. 둥

글둥글한 바위 모양으로 생겼는데,이것은 미생물이 광합성을 하는 과정에서 물속의 탄산칼슘(석회암)을 침전시켜 만들어진 것이

다.스롬볼라이트는 스트로마톨라이트와 달리 덩어리진 내부 구조를 가지고있다
(3)Leiolitic : 겹겹이 쌓이지 않거나 응고된 peloidal 구조가 없는 microbialite. 그것은 밀도가 높은 automicrite로만 만들어졌다

Stromatolite(스트로마톨라이트)의 생성과정
원시의 대기는 생물이 살기 어려운 상태이었다. 그러나 생물의 광합성 작용이 일어나면서 산소가 생겨났다. 이렇게 광합성을 한

원핵 미생물이 시아노박테리아이다. 이는 오늘날 남조류(남조식물)로 추정된다. 시아노박테리아를 비롯한 생물의 광합성 활동으

로 스트로마톨라이트가 생기는데, 여기에는 2가지 방법이 있다.

첫번째 방법은 시아노박테리아의 표면에 형성되는 점질층에 물 속의 부유물이 달라붙는 것이다. 어떤 종의 시아노박테리아의 표

면은 다당류를 비롯한 점성물질로 된 층으로 둘러싸여 있다. 스트로마톨라이트를 형성하는 시아노박테리아는 대체로 이 점성물

질로 둘러싸여 있다. 물 속에 떠다니는 모래나 진흙의 미립자 등과 같은 여러 부유물이 시아노박테리아의 점성물질에 달라붙어

고정된다. 그 결과 표면이 암석 모양의 물질로 덮이는 것이다.

두번째 방법은 광합성에 의한 탄산칼슘(석회)화 현상이다. 여러 가지 이유로 물 속에는 탄산칼슘이 침전된다. 시아노박테리아의

표면에서 광합성에 의하여 이산화탄소가 흡수되면 부분적으로 알칼리쪽으로 기운다. 거기에 거의 포화상태가 된 탄산칼슘이 결

정이 되어 표면에 달라붙고 퇴적해 나간다. 또 점성물질의 표면에 작은 탄산칼슘 미립자가 달라붙고, 그것이 핵이 되어 주변에 있

는 탄산칼슘이 결정이 되어 분리되는 것을 촉진한다. 이로써 시아노박테리아의 콜로니 전체가 탄산칼슘으로 덮인다. 시아노박

테리아는 빛을 향하여 자라는 성질이 있어서, 이렇게 형성되는 퇴적층보다 언제나 위쪽에 존재한다. 이러한 과정이 광합성 활동

이 활발한 낮과 활발하지 않는 밤에 되풀이됨으로써 층 모양의 무늬가 생기게 되는 것이다. 더욱이 이 줄무늬는 계절에 의한 태양

의 기울기 차이나 낮과 밤의 길이 차이를 반영하여 마치 나무의 나이테와 같은 주기를 그리고 있다.

스트로마톨라이트의 성장속도는 느리다. 약 100여 년에 걸쳐서 수㎝, 즉 연간 1㎜ 이하 밖에 성장하지 않는다고 한다. 따라서 흔

히 볼 수 있는 지름 50∼100㎝의 스트로마톨라이트는 1000여 년 이상이 지나면서 형성된 것이다. 주로 10∼20억 년 전의 지층에

서 발견되며, 스트로마톨라이트는 지구 생명의 근원과 탄생의 역사를 밝힐 수 있는 열쇠로 알려져 있다. 오늘날 오스트레일리아

의 샤크만(灣)에 있는 하메린풀에서 스트로마톨라이트가 활동하는 모습을 볼 수 있다.

[네이버 지식백과] 스트로마톨라이트 [stromatolite] (두산백과 두피디아, 두산백과)