신생대 제4기(Quaternary period) 홍적세(洪績世, 플라이스토세/Pleistocene epoch: 259만~1만 년 전)(1/2)
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신생대 제4기(Quaternary period) 홍적세(洪績世, 플라이스토세/Pleistocene epoch: 259만~1만 년 전)(1/2)
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[임성빈 교수의 ‘빛의 환타지아’]

빙하시대

홍적세는 그 초기인 약 250만 년 전부터 빙하가 지구를 반복적으로 엄습한 시기로서 일반적으로 그냥 빙하시대라고 부르기도 한다. 이 시기의 대륙의 위치는 현재와 거의 일치하였으며 다르다고 해도 최대 100km 이내였는데 빙기에는 북반구 대륙의 30% 정도가 빙하로 덮였다. 그런데 빙기에 북아메리카의 북부, 즉 캐나다, 그린란드, 미국의 북부와 북유럽 그리고 남극대륙은 두꺼운 빙하로 덮였으나 같은 위도의 아시아 지역에는 빙하가 없었다.

▲ 마지막 빙하기인 1만 8천년전의 대륙과 바다 ⓒscotese_com

홍적세 중 북아메리카와 유럽에는 네 번의 주요한 빙기와 세 번의 간빙기가 있었는데 첫 번째를 북아메리카에서는 네브래스카(Nebraskan) 빙기라고 하고 유럽에서는 귄츠(Günz) 빙기라고 하며 시작된 시기는 분명치 않으나 지금으로부터 약 120만 년 전에 끝이 났다. 그러나 유럽에는 이들보다 먼저 한 번의 주요한 빙기가 더 있었는데 이를 도나우(Donau) 빙기라고 하며 이 빙기와 귄츠 빙기 사이를 도나우-귄츠(Donau-Günz) 간빙기라고 한다.

첫 번째 빙기 이후의 간빙기를 북아메리카에서는 애프턴(Afton) 간빙기, 유럽에서는 귄츠-민델(Günz-Mindel) 간빙기라고 하며 약 20만 년 간 지속되었다. 그 후 지금으로부터 약 100만 년 전 시작된 빙기를 북아메리카에서는 캔자스(Kansas) 빙기, 유럽에서는 민델(Mindel) 빙기라고 하며 약 40만 년 간 지속되었다. 그 뒤를 이어 지금으로부터 약 60만 년 전에 시작된 간빙기를 북아메리카에서는 야머스(yamouth) 간빙기, 유럽에서는 민델-리스(Mindel-Riss) 간빙기라고 하며 약 30만 년 간 지속되었다.

세 번째 빙기는 지금으로부터 약 30만 2천 년 전에 시작되어 17만 년 간 지속되다가 13만 2천 년 전에 끝이 났는데 북아메리카에서는 일리노이(Illinois) 빙기, 유럽에서는 리스(Riss) 빙기라고 한다. 빙기가 끝나고 해수면이 높아지면서 영국이 유럽대륙으로부터 완전히 분리되었다. 이 빙기의 뒤를 이은 간빙기를 북아메리카에서는 생가몬(Sangamon) 간빙기, 유럽에서는 리스-뷔름(Riss-Würm) 간빙기라고 하며 5만 3천 년간 지속되다가 7만 9천 년 전에 끝이 났다.

가장 최근의 빙기를 북아메리카에서는 위스콘신(Wisconsin) 빙기라고 하고 유럽에서는 뷔름(Würm) 빙기라고 하는데 약 7만9천 년 전에 시작되었다가 약 1만 1,600년 전에 끝이 났다. 그러나 이 외에도 약 14번 정도의 크고 작은 빙기가 더 있었던 것으로 보이며 또 일리노이 빙기 이전의 빙기나 간빙기의 연대는 여러 가지로 불확실한 점이 많아 이들을 통 털어 선(先)일리노이 빙기 또는 홍적세 초․중기(初․中期) 빙기라고 구분하기도 한다.

빙기가 닥칠 때에는 1.5~3km 정도 두께의 대륙빙이 형성되기 때문에 엄청나게 많은 양의 물이 얼음 속에 갇혀서 해수면이 100m 이상 낮아진다. 이와 같이 해수면이 낮아지면 베링해협(海峽, Bering Strait), 북해(北海, North Sea) 등과 같은 얕은 바다가 뭍으로 드러나면서 대륙이 연결되어 생물의 이주가 가능해져 생태계에 커다란 변화를 가져오게 된다. 한편 지구상에서 가장 추운 곳인 남극대륙은 홍적세 전 기간 동안뿐만 아니라 그 전의 선신세 때부터도 얼음에 덮여 있었다.

특이한 진화와 동물의 이동(1/2)

홍적세 초기에 북반구에는 대륙빙이 형성되면서 툰드라 생물군계(生物群系, biome)가 형성되었는데 여기에는 털 매머드(woolly mammoth), 털 코뿔소(woolly rhino), 들소(bison, 버팔로/buffalo), 사향소 등이 포함된다. 코끼리의 일종인 털 매머드는 북아메리카와 아시아, 유럽 등에 널리 분포하였는데 키가 3.3m 정도였고 엄청나게 기다랗고 구부러진 엄니를 가지고 있었으며 무리를 지어 살면서 코를 이용해 풀이나 작은 식물들을 뜯어먹었다. 또 아시아와 유럽에 살던 코엘로돈타(Coelodonta)라는 털코뿔소는 2개의 커다란 뿔과 어깨 혹을 가지고 있었고 어두운 색깔의 긴 털이 온 몸을 덮고 있었으며 다리는 굵고 단단했다. 그러나 키가 3.7m이고 4.3m에 달하는 거대하고 구부러진 엄니를 가졌던 황제 매머드(imperial mammoth)는 따뜻한 북아메리카에서 살았기 때문에 겉에 툰드라의 털 매머드와 같은 털이 없었다.

▲ 툰드라 ⓒ뉴스타운
▲ 털 매머드 ⓒJon Hughes, Dorling Kindersley
▲ 털 코뿔소 ⓒ뉴스타운
▲ 들소 ⓒ뉴스타운
▲ 황제 매머드 ⓒCarl Buell

이 시기 후기에 들어와 기온이 낮은 북위도 지역에는 초원이 더욱 확산되었는데 여기에는 풀만 자라는 것이 아니라 지의류, 이끼, 사초(莎草, sedge) 그리고 작은 버드나무와 자작나무들이 같이 자랐다. 그리고 북쪽의 초원지대와 남쪽의 온대 낙엽수림 사이를 새로운 침엽수림인 타이가(taiga)가 점령해나갔다. 북반구의 이 광활한 삼림의 많은 부분을 피케아(Picea)라고 하는 가문비나무(spruce)가 차지하였는데 가늘고 키가 큰 이 나무는 가지가 아래로 처져있어서 나무가 마치 층을 이루고 있는 것처럼 보인다. 한편 기온이 좀 따뜻해지는 간빙기에는 북쪽에도 포도나무(grapevine)와 개암나무, 떡갈나무 등이 다시 나타나기도 하였다. 그리고 남아메리카와 아프리카의 다우림은 초원에 둘러싸여 작은 섬들처럼 여기저기 남게 되었다. 그러다가 이 시기 말에 간빙기를 맞아 기온이 약간 풀리면서 초원이 점차 줄어들게 되었다.

▲ 사초 ⓒ뉴스타운
▲ 타이가 ⓒScott & Ruth Bassett
▲ 피케아(가문비나무) ⓒ뉴스타운
▲ 포도나무 ⓒ뉴스타운

북반구의 기온이 내려가자 도마뱀이나 뱀 등과 같이 따뜻한 기후에 적응된 동물들은 남쪽으로 밀려났으며 그 자리를 몸집이 크고 털로 뒤덮여 추위에 좀 더 잘 견딜 수 있는 매머드나 거대한 코뿔소, 동굴사자(Cave Lion), 동굴곰(Cave Bear), 거대한 사슴 등이 대신하게 되었다. 이 시기에 아시아와 아프리카에는 현존하는 코뿔소와 같은 리노케로스과(rhinocerotid)에 속하는 엘라스모테리움(Elasmotherium)이 등장하였는데 몸길이는 5m에 달했고 이마에는 높이가 2m나 되는 원통형 뿔이 있었다. 또 사슴류로는 가장 큰 수컷의 경우 한쪽 뿔의 길이가 3.7m나 되는, 지금까지 가장 거대한 뿔을 지녔던 메갈로케로스(Megaloceros)가 있었는데 이들의 뿔은 단순한 전시용이 아니라 싸움에도 사용되었다. 사슴류의 뿔은 수컷에게만 있으며 순록을 제외하고는 매년 떨어져나가고 다시 자란다.

▲ 동굴사자 ⓒsearch4dinosaurs_com
▲ 동굴곰 ⓒNatural History Museum of London
▲ 엘라스모테리움 ⓒNat
▲ 메갈로케로스ⓒNatur
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