시생누대

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
이동: 둘러보기, 검색







원생누대 신원생대
중원생대
고원생대
시생누대 신시생대
중시생대
고시생대
초시생대
명왕누대  

시생누대(始生累代, Archean)는, 지질 시대 구분의 하나이다. 약 38억년 전부터 약 25억년 전을 가리킨다. 명왕누대 다음의 시대로, 원생누대의 이전의 시대이다. 이 시대에 바다가 생겼을 것으로 추정된다.

층서학적으로 정해진 다른 경계와는 달리, 이 연대는 연대측정을 통해 정의되었다. 이 시기의 하부경계는 아직 국제 층서학 위원회에서 공식적으로 인정되지는 않았으나 대체로 명왕누대가 끝나는 38억년 전으로 정해져있다. 이 시대에 유기 화합물의 진화의 결과로 최초의 생명이 탄생되었다고 추정하고 있다.

시생누대의 지구[편집]

시생누대가 시작될 때 지구의 지각열류량은 지금의 3배 정도였고 원생누대가 시작될 때에도 2배에 달했다. 높은 지각열류량의 원인은 행성이 형성되면서, 핵이 형성되면서, 그리고 우라늄-235 같은 반감기가 짧은 방사성 원소가 붕괴하면서 발생한 열이었다.

지금까지 남아있는 시생누대의 암석은 거의 다가 변성암이나 화성암이다. 화산활동은 지금보다 상당히 활발했다. 많은 열점, 열곡, 코마타이트 같이 점성이 낮은 특수한 용암의 분출 등이 있었다. 그럼에도 불구하고 지금까지 남아있는 시원누대의 크래이톤에는 관입화성암이 주류를 이루고 있다. 이들의 암석 종류는 화강암, 섬록암, 초염기성 또는 염기성 층상 관입암, 사장암, 사누키토이드로 알려진 몬조나이트 등이 있다.

시생누대 초기의 지구는 지금과는 다른 판구조 양상을 보였다. 일부 과학자들은 지구가 더 뜨거웠기 때문에 판구조활동이 지금보다 더 활발했으며, 지각물질은 지금보다 더 빠른 주기로 순환했다고 생각한다. 따라서 맨들이 식고 대류 속도가 느려질 때까지는 대륙의 성장이 가로막혔을 수 있다. 이와는 반대로 이 때의 대륙판 암석권은 섭입하기에는 너무 가벼웠으나 시원누대의 암석이 드문 것은 이후의 판구조활동에 의한 침식 때문이라는 주장도 있다. 시원누대 동안 판구조활동이 있었는가 하는 문제는 현대 지구과학에서 활발히 연구되는 분야이다.[1]

시생누대의 말기 전에는 큰 대륙은 없었다. 작은 원시대륙들이 일반적이었으나 활발한 지질활동으로 인해 이들이 충돌하여 더 큰 덩어리로 되는 것은 방해받았다. 규장질 원시대륙은 아마도 섭입대가 아니라 열점에서 만들어졌을 것으로 생각된다. 규장질 암석은 염기성 마그마의 분화작용, 규장질 암석을 녹이는 염기성 마그마와 중성 암석의 화강암화, 염기성 암석의 부분용융, 규장질 퇴적암의 변성 등의 과정을 통하여 공급되었다. 이렇게 형성된 대륙의 조각들은 당시의 활발한 섭입작용을 운좋게 피할 수 있었거나 충분히 가벼운 경우에만 보존될 수 있었다.[2]

명왕누대의 암석이 없는 것은 태양계 형성 이후에도 남아있던 상당한 양의 소행성과 운석들이 명왕누대시기까지 지구에 떨어졌기 때문일 수 있다. 후기집중폭격시대에 있었던 큰 충돌이 초기 지구에서 형성되던 원시대륙조각을 흩어버렸기 때문이라는 것이다.

고환경[편집]

시생누대의 대기에는 산소가 없었다. 기온은 지구생성 5억년 이내에 현재의 기온 수준으로 떨어졌고, 액체 상태의 물이 있었던 것으로 보이는데, 이는 퇴적암 기원의 고변성 편마암의 존재를 통해 증명된다. 천문학자들은 태양이 지금보다 30%가량 어두웠던 것으로 생각한다. 따라서 지구의 기온이 낮았을 것으로 생각될 수 있지만, 지금보다 온실가스가 더 많았기 때문에 이보다 높은 온도를 유지할 수 있었다.

시생누대가 끝나가는 약 25억년 전에는 판구조운동의 양상이 지금과 비슷해졌다. 잘 보존된 퇴적분지, 호상열도, 대륙내 열곡, 대륙충돌, 최소한 한차례 이상의 초대륙이 존재했음을 보여주는 전지구적인 조산활동 등이 있었다. 액체 상태의 물이 풍부했으며, 심해저분지에서는 호상철광층, 쳐트층리, 화학적 퇴적암, 침상용암 등이 형성되었다.

지질[편집]

명왕누대에는 광물 입자가 거의 없지만, 표면에 노출된 최초의 암석은 시생누대에나 좀 더 일찍 형성되었다. 시생누대의 암석은 그린란드, 캐나다 순상지, 발트 순상지, 스코틀랜드, 인도, 브라질, 서 오스트레일리아, 남아프리카 등지에서 발견된다. 이 시기에 형성된 최초의 대륙이 현재 대륙의 7%만을 차지하고 있지만, 이후의 침식과 파괴작용을 고려하면, 현재 규모의 5~40%의 대륙지각이 형성되었다고 여겨진다.[3]

원생누대와는 달리 시생누대의 암석은 그래이와케, 이암, 화산퇴적물, 호상철광층과 같은 심해저퇴적물들이 고도로 변성받은 암석들이다. 탄산염 암석은 희귀한데, 이것은 바다에 녹아있는 이산화탄소 때문에 바다가 원생누대때에 비하여 산성이었음을 지시한다.[4] 녹색편암대는 원생누대의 암석층에서 일반적으로 발견되는데, 염기성 화성암의 변성암과 퇴적암이 교대되면서 나타난다. 화성암기원의 변성암은 호상열도에서 온 것이고, 퇴적암기원의 변성암은 근처의 호상열도에서 침식되어 전호분지에 쌓여 형성된 퇴적암이 변성된 것이다. 녹색편암대는 원시대륙들이 충돌했음을 보여준다.[5]

생물[편집]

시아노박테리아의 화석이 시생누대 전체를 통하여 발견된다. 후대로 갈수록 더 흔해진다. 쳐트 층리에서는 박테리아 화석일 개연성이 높은 것들이 발견된다.[6] 박테리아 도메인의 화석에 더하여 고세균 도메인의 화석 역시 동정되었다.

시생누대동안에 계속하여 생물이 존재하였던 것으로 보인다. 그러나 핵이 없어 단세포생물원핵생물이었던 것으로 보인다. 이 시기에 진핵생물은 화석을 남기지 않고 진화해왔다고 생각된다.[7] 바이러스의 화석증거는 아직 없다.

참고문헌[편집]

  1. Stanley, Steven M. Earth System History. New York: W.H. Freeman and Company, 1999. ISBN 0-7167-2882-6 p. 297-301
  2. Stanley, pp. 297-301
  3. Stanley, pp. 301-2
  4. John D. Cooper, Richard H. Miller, and Jacqueline Patterson, A Trip Through Time: Principles of Historical Geology, (Columbus: Merrill Publishing Company, 1986), p. 180.
  5. Stanley, pp. 302-3
  6. Stanley, 307
  7. Stanley, pp. 306, 323