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한국 발자국 화석 발견 25주년 기념 축하(마틴 록클리)

최고관리자 0 6,774 2007.07.25 12:19
 

한국의 발자국 화석 발견 25주년 기념 축하


Martin Lockley

미국 콜로라도대학교, 공룡발자국 박물관


    초   록


 한국 남한은 세계적으로 잘 알려진 백악기 발자국화석지 중 하나로 이 논문에서 또 다른 세계적인 화석지인 스페인과 미국지역을 비교하였다. 한국은 세계 어느 지역보다 더 중요하게 명명된 새발자국 화석을 가지고 있고, 세계에서 가장 큰 익룡 발자국도 산출되었다. 또한, 몇 지역은 현재까지 알려진 어떤 층에서 보다 가장 높은 빈도의 척추동물 발자국 층준을 가지고 있으며 이 산출 빈도는 지금도 증가 추세에 있다. 퇴적층의 질이 좋아 모든 지역에서 발자국의 보존상태도 매우 좋다. 한국의 발자국은 공룡의 사회성과 소형(유아)공룡, 새의 초기 진화에 대한 많은 토의를 불러 일으키고 있다. 중요한 화석지 몇 곳은 박물관과 공공교육장소로 개발되고 있다.



개   요


  남한의 공룡발자국은 1970년대에 최초로 보고되고 양(1982)에 의해 최초로 기술되었다. 그 후로 새로운 화석지의 보고가 빠르게 증가하여 다양한 백악기 공룡과 새, 익룡에 관한 수십 편의 논문이 출판되었다. 현재는 공룡 발자국에 관한 몇 개의 한국연구그룹이 수시로 외국 과학자들과 공동 연구를 수행하면서 활동하고 있다.

  한국의 발자국 화석지는 서로 다른 다양한 퇴적분지에서 발견된다. 가장 큰 분지는 한반도의 남동쪽에 있는 경상분지로 시기로는 전기백악기에 해당된 것으로 고려되고 있다. 이 지역은 1980년대 처음으로 발자국화석이 기재된 퇴적분지이다. 1990년대에 더 많은 발자국화석들이 해남과 능주분지에서 발견되었고, 기술되었다. 이 지역들은 경상분지보다 더 젊은 시기(후기 백악기)에 해당된 것으로 해석되었다.

  한국의 족흔화석학이 25년째임을 축하하면서 나는 아주 흥미로운 4반세기 연구 기간(1982-2007)동안에 발견되었던 한국의 중요한 발자국과 화석지에 대해 간략하게 재음미하고자 하고자 한다. 나는 역시 중생대 척추 족흔화석학의 몇 않되는 표준지역 중의 하나로 인식되는 한국의 발자국화석에 관한 지역적인 그림들과 유산의 데이터베이스를 가지고 이들이 융합된 과학적 정보체를 만들 수 있는 막대한 발자국 데이터베이스의 잠재력을 고려 할 것이다.



한국 족흔화석 연구 주요 역사


  한국은 현재 백악기 공룡과 새발자국의 가장 중요 지역 중 하나로 전 세계에 잘 알려져 있다. 한국의 척추 고생물학의 역사에서 중요한 발견들을 기준으로 생각해 보겠다.

  먼저, 김(1969)은 함안층에서 발견된 새발자국 (Koreanoris) 을 처음 기술하여 한반도에서 발자국화석을 보고한 첫 고생물학자로 기억될 것이다. 사실 이것은 아시아에서 보고된 첫 새발자국이었고 중생에서는 2번째였다. 중생대에서 보고된 첫 번째 새발자국은 콜로라도에서 보고된 Ignotornis 이다 (Mehl, 1931).

  (1982)은 한반도의 남해안의 중앙부인 삼천포 근처 진동층 (경상분지)에서 공룡발자국을 보고한 첫 고생물학자로 기억될 것이다. 다층의 새 발자국화석지를 포함하는 이 발자국 화석들은 저와 양승영에 의해 처음 발견되었다 (Lockley et al., 1992). 양의 시작을 뒤이어 이 지역은 박사학위 (Lim, 1990) 연구의 중심이 되었다. 이러한 화석지의 관심은 Denver Dinosaur Trackers Group 과 연결되어 양의 그룹과 함께 공동 연구를 할 수 있었다. 이 공동 프로젝트로 많은 논문발표를 이루어졌다 (Lim et al., 1989 1994; Lockley 1989, 1991, 1994; Lockley and peterson, 2002; Lockley et al., 1992, 2006a; Houck and Lockley, 2006). 이 지역 발자국에 대한 계속된 논문은 이 외(2000, 2001)와 허 외(2003)에서도 볼 수 있다.

  경상분지 서부에 있는 해남분지의 지속적인 연구는 한국의 발자국 화석 기록에 또 다른 중요한 발자취를 남겼다. 양 등(1996)이 후기 백악기 우항리층에서 보고한 새 발자국은 세계 최초로 보고된 물갈퀴 새발자국이었다. 곧이어 Lockley 등(1997)은 아시아에서 최초로 익룡발자국을 보고했고 후에 황 등(2002)에 의해 명명된 이 발자국은 세계에서 가장 큰 익룡 발자국이다. 현재까지 연구는 논쟁 중인 대형 발자국 (Lee and Huh, 2002; Thulborn, 2004)을 포함하여 이 지역의 발자국들이 경상분지와 상당히 다르다는 것을 말해준다. 이는 일부 퇴적환경의 차이이거나 또는 저자의 견해 차이 일 수 있다.

  최근에는 한반도 남서의 여러 섬에서 많은 발자국이 발견되어 주목을 받았다. 허 등(2003, 2006)은 4,800여개가 넘는 발자국을 여수의 섬 지역에서 보고하여 능주분지의 자료를 제공하였다 (Huh et al., 2001).

  한려해상국립공원의 섬 지역 함안층에 대한 최근의 연구로 중국에서 유일하게 보고된 적이 있는 작은 수각류 발자국 (Minisauripus) 을 찾아냈다 (Lockley et al., 2005). 또한 이 지역의 몇 곳에서 지금까지 한국에서 보고되지 않은 소형 수각류 발자국도 밝혀냈다 (J-Y Kim, unpublished data).

  이들 모든 증거들은 한국의 백악기에서는 많은 종류의 족흔화석이 존재함을 말해준다. 그러나 한국 내․외에서 많은 지역에서 수많은 발견이 이루어지지만 새로운 학명을 부여하기 전에 다른 지역과 세심한 비교가 중요하다. 이 분야의 학문은 점점 세계화적으로 확장되고 있다. 그래서 학명을 부여할 때에는 고생물학자는 새 화석과 비교될 다른 지역의 발견들을 주목해야만 한다 (Sarjeant, 1989). 그래야 수시로 발생할 수 있는 지엽적인 학명을 피할 수 있다.



발자국의 학명


 Koreanornis (Kim 1969)를 시작으로 많은 발자국화석에 학명이 부여되었다. 함안과 진동층에서 최소한 12 종류 이상이 보고되었는데, Jindongornipes (Lockley et al., 1992), Ignotornis (Kim et al., 2006) 그리고 Goseongornipes (Lockley et al., 2006a) 등도 이곳에서 명명되었다. 또한, 함안과 진동층에서는 새발자국인 Uhangrichnus 와 익룡발자국인 cf. Pteraichnus, 공룡발자국인 Brontopodus, Caririchnium, Minisauripus 이 산출되었고 아직 미명명된 최소한 3가지의 형태가 존재한다. 이와 이(2006)는 하산동층에서 소형 익룡발자국을 최근에 보고하였다.

  남서부에서는 새발자국인 HwangsanipesUhangrichnus (Yang et al., 1995) 와 거대 익룡 발자국인 Haenamichnus (Hwang et al., 2002)이 있다. 최근 여수 지역에서는 Magnoavipes 와 유사한 형태를 포함하는 (Huh et al., 203, 2006) 최소한 3 종류에 해당하는 수많은 수각류 발자국들이 발견되었다.

  이 모든 지역에서 무척추 동물의 화석 (그리고 소량의 몸체화석)이 알려졌다. 예를 들면 큰 절지동물에 의해 남겨진 Diplichnites 와 유사한 수많은 보행열이 우항리층의 화석과 함께 보고되었다 (Hwang et al., 2002)



새발자국의 학명부여와 동정


  동아시아, 특별히 중국에서 발견되는 백악기 새 기록이 많은 주목을 받고 있다. 그러나 Lockley 등 (1992, 2006a)에 지적했듯이 백악기 새발자국 기록은 매우 중요하다. 왜냐하면, 물떼새류 화석이 몸체화석이 아닌 발자국 화석이 주류를 이루기 때문이다. 현재는 한국에서 알려진 새발자국 화석이 중국보다 많다 (Matsukawa et al., 2006, Table 1). 그러나 이들 종간의 구분은 애매하여 공식적인 기재는 현재 지속되고 있다 (see Kim et al., 2006; Lockley et al., 2006a, b and in press).

  함안층에서 최초로 보고된 Koreanornis (Kim, 1969)는 진동 층준에 상당히 넓게 분포되어 있다. 이 화석의 최초기록은 새 발가락 발자국임을 보여주었다. 그러나 수정된 기재(Lockerley et al.,1992)는 비록 전형적으로 세 개의 발가락을 갖는 발자국이지만 드물게 짧은 엄지발가락을 갖는 경우가 있다는 것을 보여주었다. 따라서 물떼새 형태의 넓은 발가락 간격을 가진 세 개의 발가락을 갖는 매우 작은 새 발자국(길이 2.5cm, 넓이 30 cm)은 엄지가 없거나 매우 짧은 경우에 한하여 어떤 경우에도 Koreanornis로 분류될 수 있다. 예를 들, Aquatilavipes sinensis(Zhen et al., 1995)로 분류된 Sichuan 발자국과 아직 기재되지 않은 다른 세 발가락을 갖는 새 발자국이 포함될 수 있을 것이다. 미국에서 발견된 AquatilavipesKoreanornis보다 상당히 큰 것으로 엄지발가락이 완전히 없는 표본을 기준으로 기재되었고 한국에서는 발견되지 않았다.

  다른 새발자국 중 Jindongornipes (Lockley et al., 1992; Backand Yang, 1997)은 매우 독특하고 진동과 함안층에서 매우 흔하다. 이 발자국은 한국의 다른 백악기 새 발자국에 비해 물갈퀴가 없고 긴 엄지발가락을 갖고 있다. 우항리층에서 발견된 Uhangrichnus chuni (Yang et al., 1995)는 완전히 발달된 물갈퀴와 엄지발가락이 없다는 점에서 매우 독특하다. 그러나 백과 양(1997)에 따르면 이 발자국 또한 함안층에서 발견된다. 아래에서 언급하듯이 서로 다른 층과 지역에서 새발자국이 산출되어 의미있는 대비를 할 수 있다.

  다른 발자국으로는 최근에 명명된 Goseongornipes markjonesi (Lockley et al., 2006a) Ignotornis yangi (Kim et al., 2006)과 Hwangsanipes chuni (Yang et al., 1995) 이 있는데 모두가 엄지와 부분적인 물갈퀴의 조합을 가지고 있다. 이들 발자국의 주된 차이는 김 등(2006, fig3: Fig 1 herein)이 그렸듯이 엄지발가락의 길이와 물갈퀴의 발달 정도이다. 엄지와 물갈퀴흔적이 다양한 것은 보존상태에 따라 다를 수 있다는 것을 언급할 필요가 있다. 그러나, 일반적으로 긴 보행열 (예, Pullornipes from Laioning, Lockley et al., 2006b)을 관찰하면 일관성있는 엄지발가락흔적의 길이와 방향, 모양을 보여지고 Ignotornis yangi (Kim et al., 2006)의 긴 보행열에서도 마찬가지로 물갈퀴흔 적의 형태에서 일관성이 관찰된다. 한국에서 Ignotornis의 동정은 북미(Mehl, 1931)와 비교점을 제공한다.



보행열 통계


  다른 아시아 국가와 비교할 때 한국은 높은 밀도의 발자국 화석지를 가지고 있다. 최근 동아시아 발자국 화석에 관한 특별부록에서는 절반 이상의 논문이 한국의 발자국 화석지에 집중되어있다. 삼천포지역(한려해상국립공원지역)은 아마도 세계 어느 지역보다 높은 발자국 층의 밀도를 보여준다.

  이 산출량 측정은 어렵고 자세한 연구가 필요하지만 Matsukawa 등(2006)에 따르면 삼천포에서 계속된 측정에 의하면 최소한 329개 층으로부터 총 516개의 보행렬이 기록되었다(Lockley et al., 1991; Lim et al., 1994). 338개로 확인된 보행렬은 252개의 조각류(65%), 용각류(31%)와 16개의 수각류(4%)로 구성된다. 이 학계는 각각의 보행렬로 통계내기 힘든, 약 30개 층준에서 산출되는 새 보행렬은 포함하지 않았다 (Lockley et al., 1992). 또한 이 통계는 익룡의 보행렬 (Kim et al., 2006) 또는 Minisauripus (Lockley et al., 2005)도 포함하지 않았다. 마찬가지로 새로운 데이터나 아직 출판되지 않은 데이터도 포함되지 않았다.

  Lockley(1994)와 임 등 (1994)은 217개의 조각류와 101개의 용각류 보행렬에 대한 크기에 따른 빈도분석 자료를 출판하였다. 이 자료는 Lockley 등 (2006)에 의하여 더 완전하게 제공하여 더욱 통계적인 자료를 생성하였다. 예를 들면 이 등 (2000)은 비록 도면은 제공하지 않았지만 410개의 보행렬을 보고하였다 (Lockley, 1989; Lim et al., 1989; Lim 1990 and Lockley et al., 2006a). 그러나 이 410의 합계는 임 등 (1993)이 기재한 지역의 보행렬과 삼천포지역(하이면) 그리고 고성의 7개 지역 600㎢로부터 산출된 250개의 보행렬과 조합된 것이다. 전체 지역의 발자국은 249개의 조각류(61%), 139개의 용각류(35%)와 16개의 수각류(4%)로 여기 합산된 삼천포의 통계와 유사하다.

  허 등 (2003) 또한 넓게 분포된 지역으로부터 공룡발자국을 정량적으로 요약하였다. 여기에는 경상분지, 해남분지, 능주분지에서 발견된 27개 지역을 포함하여 한반도 북위36° 이하의 광범위한 지역을 고려한 영역까지 확대하였다. 그들은 임 등(1994)에 이어 진동층의 252의 조각류 보행열과 추가적인 315개의 보행열을 기록하였다. 마찬가지로 용각류에 대해서는 146개의 보행열, 수각류에 대해서는 26개 보행열 기록하였다. 그 당시까지 진동지역에 총 424개의 보행열이 산출되었다. Lockley (2006a)에 언급되었듯이 조각류, 용각류, 수각류의 비율은 각각 약 60, 34, 6%로 지역별 통계가 비슷하다.



퇴적 환경


  양호한 화석 보존(피부 흔적포함; Lockley et al., 2006a)에 퇴적작용에 관한 논란은 활발하다. 한반도의 다양한 백악기 발자국 층의 퇴적환경은 아직도 연구 중에 있다(Houck and Lockley, 2006). 진동층에 대한 기초연구는 이 층들은 세립질이 고 호숫가나 노출환경을 시사하는 많은 퇴적구조(건열과 연흔)를 가지고 있어 큰 천호분지임을 보여준다. 그러나 백 등 (2002)은 일부 석회질 층에 대하여 캘크리트(Calcrete) 기원을 제안하였다. 전 (1990)과 전과 조 (1995)는 우항리 층을 삼각주에서 천해에 이르는 선상지 퇴적상으로 해석하였다. 일반적으로 화산 쇄설 퇴적층의 역할이 많은 발자국 층에서 알려져 있지만 아직 충분히 연구되지 않고 있(Houck and Lockley, 2006).

  한국의 발자국화석지는 서로 다른 퇴적분지에서 발견되기 때문에 불가능한 건 아닐지 모르지만 직접적인 층서 대비가 어렵다. 심지어 동일 분지에서도 단층과 노두의 불연속성은 장거리의 대비를 시도할 때 전통적인 퇴적상대비를 사용하는 것을 어렵게 만든다. 그러나 이러한 연구는 면밀한 조사로 향상될 수 있다.



지질시대


  육성퇴적층의 정확한 연대측정은 매우 어렵다. 여기에 많은 이유가 있지만 먼저, 정확한 생물연대표의 기초가 되는 해양 화석이 부족하다 그리고 많은 경우에 생층서에 유용한 육상화석이 부족하다 (단지 일본에서 동아시아 백악기 대륙주변이 해성층이어서 육상 화석 층이 삽입되어 계산되었다 : Matsukawa et al., 2005). 둘째, 자료를 제공할 수 있는 변성되지 않은 퇴적물이 부족할 수 있다 (예를 들어 변성되지 않은 화산재 광물). 셋째 많은 지역에서 육성 퇴적층에 대한 충분한 연구 되지 않았고 육상퇴적층의 복잡성과 퇴적상이 많은 고생물학자에 의해 충분히 이해되거나 연구되지 않았다. 넷째, 한국에서 경상분지와 다른 분지들이 낮은 등급의 열변성 및 광역변성과정을 다양하게 받았다. 그러나 중국과 같은 다른 지역보다 더 나쁜 상태가 아님에도 불구하고 백악기 육상 퇴적층 연대에 대한 논란이 있어 불확실하다 (Chen et al., 2006).

  초기 연구에서  함안층과 진동층에 대한 연대는 초기 백악기 - 아마도 Aptian 또는 Albian (Choi, 1985; 1987; Matsukawa er al., 1988, fig 6: Lee et al., 2000) 였지만 이에 대하여 백 등(2001)은 후기 백악기 (Santonian)을 제안해 의문을 제시하였다. 그러나 Houck 와 Lockley (2006, p. 104)가 요약하였듯이 “관입암과 변성작용이 이 암석의 동위원소의 비를 변화시켰다 (Lockley et al., 2006).” 참으로 화성암 sill이 깨진 층을 뚫고 올라와 공룡 발자국틀을 만든 증거가 있다 (Lockley et al., 1993).

  발자국화석이 한국의 퇴적층의 연대결정에 다른 화석보다 더 중요하게 될 수 있다. 예를 들면, Sichuan의 Minisauripus 지역은 Koreanornis와 같아 보이는 Aquatilavipes 새발자국은 본래 백악기 초기로 기술되었다. 그러나 6명의 저자 모두가 동의하지 않음에도 불구하고 Chen 등 (2006)에 의해 백악기 후기로 변경되었다. 이미 중국의 다른 지역에서 새로운 화석이 발견되어 변경 전 백악기 초기를 지시하거나 후기 백악기 초기(Barremian-Aptian/Albiian)를 지시할 것으로 보인다. 

  그래서 많은 육상지역에서 정확한 연대측정과 층서대비는 어려움이 있다. 만약 연대측정에 발전이 있다면 이 지역은 더욱 잘 기재될 것이고 한국은 백악기 초 육상 퇴적층에 대한 세계적인 척추 고생물학적 기준을 제공하게 될 것이고 동으로는 일본의 해양 퇴적층과 서로는 중국과 대비가 가능하게 될 것이다. 또한, 백악기동안 아시아 대륙 주변부에서 척추동물의 진화와 고생태를 이해하는데 중추적 역할을 할 것이다.


발자국의 방대한 자료 이용과 종합


  최근 세계의 몇 지역의 족흔화석자들이 Geosites and Geopark 프로그램으로 유네스코 세계문화유산으로 발자국화석지, 발자국산출지역을 제안하는 일을 하고 있다. 한국은 이들 지역에서 특별히 백악기시대에서 매우 높은 순위에 있다. 나는 이 곳이 세계에서 가장 훌륭한 화석 기록 중 하나라고 주장한다. 한국화석지를 미국의 옛 화석지(커네티컷 계곡과 로키산맥 지역, Lockley et al., 2007)와 Iberian 반도와 같은 유럽지역, 광범위한 기록이 존재하는 남아메리카 지역 (Leonardi, 1994)과 비교될 수 있다. 세계유산으로 지정되는 것은 유산이 보호를 위해 분명히 매력적인 일이며, 지역적인 정치적 환경적 관심과 투자를 유도하는데 유용할 것이다. 그러나 화석에 대한 세계적 평가에 중요한 것은 자원을 기술하는데 객관적이고 지속적이어야 한다는 것이다. 따라서 우리는 회원들에게 단순한 자랑만 할 것이 아니라 이 지역에 대한 과학적이고 교육적 유산의 중요성을 평가해야만 한다.

  아래에 언급하듯이 화석지를 기술하는데 있어 중요한 많은 수단이 있다. 예를 들면, 주어진 지질시대에 속하는 화석지의 수로 경계지울 수 있다. 만약, 화석지의 수가 정확하게 세어진 지역에 대하여 백악기 화석지를 세어본다면, 스페인이 약 150개, 콜로라도와 뉴멕시코가 약 70개를 가지고 있다. 이 모든 지역의 넓이는 약 90,000~100,000 km2 이다. 이들 화석지의 밀도는 60개의 화석지가 알려진 넓은 지역의 중국(9,000,000 km2) 에 비해 높다. 그러므로 다른 동아시아 국가에 비해 한국은 매우 높은 백악기 화석지의 밀도를 가지고 있다 (Lockley and Matsukawa, 1998; Matsukawa et al., 2005, 2006). 이는 한국이 스페인이나 미국 서부와 남아메리카와 같은 백악기 화석지역에 비해 가장 좋은 지역이라는 것을 말해 준다. 이 세 지역의 몇 곳은 다층의 공룡발자국층을 가지고 있는데 이러한 현상은 삼천포에서 가장 인상적이며, 세계 어느 지역보다 잘 노출되어 있다. 이러한 세 지역(스페인, 미국, 남미 일부)에 있는 수많은 화석지들은 다량의 발자국층등을 포함하고 있다. 이러한 다층 발자국 현상은 한국이 세계 어느 지역보다도 더 많이 노출되어 있으며 특히 삼천포 지역이 매우 인상적이다(Lim et al., 1994; Lockley et al., 2006; Houck and Lockley, 2006).

  명백하게, 다량의 층과 수많은 화석지를 가진 한국은 분명히 지역의 규모로 볼 때 미국 High Plains나 스페인보다 더 많다. 동아시아 대륙 (중국, 몽골, 태국과 라오스)은 동아시아의 반도와 섬(한국과 일본)의 높은 밀도에 비해 적은 수 화석지를 갖는 넓은 지역이다. 만일 스페인, 미국 High Plains 과 한국에서 새로운 백악기 발자국을 산출하는 화석지의 수를 비교한다면 그 수는 매우 비슷할 것이다. 또한 만일 각 지역에서 과학적 논문의 수를 비교한다 해도 비슷할 것이다. 모든 경우 그 수를 누적시키는 것은 어렵기도 하지만 그 수는 계속 변한다. 마찬가지로 국립공원이나 지역의 공공교육장소로 개발된 화석지의 수와 같은 다른 수치를 비교할 수도 있다.

  분명히 객관적 평가에 고려될 많은 요인들이 있다. 표 1은 과학적 그리고 일반적인 두 영역에서 요소들을 제시하였다. Geosites와 Geoparks 프로그램에서 요구되는 고정된 항목은 아니지만 과학적, 사회학적 가치, 환경, 취약성, 운영의 철저한 평가를 위해 요

구되는 관점이다. 대부분의 과학적 요수는 쉽고 정확하게 정량적으로 (발자국 수 , 보행열의 수 등) 점수가 매겨질 수 있다.: 예를 들면 1-4 등급은 <10, 10-100, 100-1000 or >1000 발자국 수로 나타낼 수 있다. 비슷한 규모로 일반적인 요소나 더 많은 요소에 이용될 수 있다.


표 1. 화석지의 중요도를 평가하는 기준

과학적 요소

일반적 요소

화석지 크기

예술적 보존 가치

화석층준의 수

화석지 위치 및 상호관계

발자국의 수

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