[열려라! 방과후 학교]최초의 인류는 언제 등장했을까?

생활 속 과학이야기

23. 지구의 역사(지구과학)

<활동 목표>
(1) 지질시대 동안의 여러 사건들의 시간을 길이로 환산하여 계산을 할 수 있다.
(2) 환산한 자료를 이용하여 지질시대 모형을 만들 수 있다.
(2) 지질시대 모형을 통해 각 사건들의 상대적 시간 길이를 비교 설명할 수 있다.

<준비물>
모둠별: 종이 띠(폭: 5cm, 길이: 5m) 1개, cm와 mm가 표시된 1m자 1개, 투명테이프, 가위, 풀
* ‘종이 띠’는 전지를 폭이 5cm되게 자른 후 투명테이프로 이어서 만든다.

<활동 과정>

<활동 1 계산하기>

1-1. 100만 년을 1mm라고 할 때, 아래 표의 시간의 크기를 길이의 크기로 바꾸어 보자.

1-2. 다음은 지구 탄생 이후 지구에서 일어났던 주요 사건들과 그 시기를 나타낸 것이다. 제시된 주요 사건들을 현재부터 그 시기에 맞게 순서대로 아래 표에 적어보자. 그리고 100만 년을 1mm로 환산할 때, 각 사건들이 일어난 시기는 현재를 기준으로 얼마 정도의 길이에 해당하는지 계산해보자.

● 시조새의 등장 (1억 6000만 년 전) ● 어류의 등장 (4억 5000만 년 전)
● 파충류의 등장 (2억 9000만 년 전) ● 박테리아 등장 (35억 년 전)
● 지구의 탄생 (46억 년 전) ● 삼엽충의 등장 (5억 4000만 년 전)
● 가장 오래된 암석 (39억 년 전) ● 최초 인류의 등장 (750만 년 전)
● 포유류의 등장 (2억 1000만 년 전) ● 공룡의 멸종 (6,500만 년 전)
● 양서류의 등장 (3억 7000만 년 전) ● 공룡의 등장 (2억 년 전)

<활동 2 모형만들기>

2-1. 다음과 같이 지질 시대의 모형을 만들어보자.
※ 참고 - ‘지질시대’란 지구가 이루어진 이후부터 역사시대 이전까지의 시대를 말하며, ‘역사시대’는 문자로 쓰인 기록이나 문헌 따위가 있는 시대를 말한다.

① 종이 띠의 한쪽 끝에서 2㎝되는 곳에 수직선을 긋고 선 위에 ‘현재’라고 쓴다.
② 현재로부터 각각 10억 년 전(1m), 20억 년 전(2m), 30억 년 전(3m), 40억 년 전(4m)에 해당되는 곳에 선을 긋고, 선 위에 ‘10억 년 전‘, ’20억 년 전‘과 같이 각 연대를 적는다.
③ 다음 페이지에 제시된 그림을 가위로 잘라 그림카드를 만든다.
④ 현재라고 쓴 곳에서 7.5mm되는 곳에 수직선을 긋고, 선 위에 ’인류의 등장‘이라고 적힌 카드를 풀로 붙인다.
⑤ ‘활동 1-2’에 제시된 지질시대의 주요 사건이 일어난 시기를 ?와 같이 종이 띠에 수직선으로 표시하고 그 위에 해당 그림을 붙인다.

2-2. 메소포타미아와 이집트가 기원전 5,000 ~ 6,000년경부터 문자를 쓰기 시작해서 역사 기록을 남기기 시작했다고 한다. 그렇지만 사실 문자가 완비된 것은 그 후이다. 현재 이집트문명이나 메소포타미아 문명은 보통 기원전 3,000년경부터 보고 있다. 역사시대를 지금으로부터 7,000년 전이라고 가정하고, 여러분이 만든 모형에 표시해보자.

2-3. 모형을 만들면서 느낀 점 적어보기

-삼엽충(Trilobite)이란?

삼엽충은 약 5억 4천만년 전에서 2억4천5백 만년 전까지 거슬러 올라가는 캄브리아기에서 페름기까지의 고생대 기간에 생존했었다. 삼엽충이 생존한 기간은 대략 3억년 쯤되는데 이렇게 긴 시간동안 생존하면서도 중요한 표준화석으로 이용되는 것은 계속되는 진화로 시대에 따라 다른 종류의 삼엽충들이 나타나기 있기 때문이다. 삽엽충은 현재의 구분으로는 절지동물에 해당되므로 성장함에 따라 탈피를 하게된다. 그래서 한 마리의 삽엽충이 일생동안 여러 개의 화석 흔적을 만들 수 있었고, 이는 오늘날 화석으로 많이 발견되는 이유 중의 하나가 된다. 대부분의 삼엽충은 얕은 바다에서 살았던 저서 생물이다.

바닥을 걸으면서, 퇴적물 속의 유기물을 먹었다. 몇몇 종류는 부유 생활을 했던 것으로 보인다. 캄브리아기와 오르도비스기의 삼엽충은 대개 얕은 물에서 살았던 반면, 오르도비스기 이후 삼엽충이 쇠퇴한 시기에는 심해에서 살았다. 삼엽충은 먹이 조각을 발로 휘저어 입 쪽으로 띄우는 방법을 택했다. 입에는 부리나 집게가 없는 것으로 미루어 이들은 다른 생물을 잡아 먹지도 않았고, 연한 먹이만을 취했던 것으로 보인다.

어떤 종류는 맨 앞발에 긴 가시가 있는데 이를 이용해서 큰 먹이를 찢었던 것 같다. 구멍을 파거나 기어다닌 흔적들이 삼엽충의 몸체와 매우 잘 일치된다; 이로 미루어 삼엽충은 먹이를 찾아서 또는 적으로부터 도망해서 퇴적물을 파고 들어갔다는 것을 알 수 있다. 캄브리아기 이후의 삼엽충은 방어 수단의 일환으로 몸을 둘둘 말 수 있는 능력이 있었다.

삼엽충이란 겉 뼈대가 세 갈래의 모양으로 3등분되어 붙여진 이름이다. 삼엽충은 5억년전에서 2억년 전의 고생대 암석 층에서 발견된다. 삼엽충은 10,000여종 이상이 존재하며, 모두 바다에서 살았다. 어떤 것은 바다 밑 바닥에서 기어 다녔고 어떤 것은 물 속에서 떠다니면서 헤엄쳐 다니기도 했다. 삼엽충은 대부분 눈이 2개 였는데 시력이 매우 좋았을 것이다. 수정체가 오래 견딜 수 있는 방해석으로 되어 있어 화석으로 남은 것도 꽤 있다.

-시조새란?

[분류] Saurischia목Theropoda아목시조새과(Archaeoptergidae)시조새속(Archaeopteryx)에 딸린 최초의 조류.

오늘날 조류의 조상으로, 2억4천8백만년전에서 6천 5백만년 전까지 번성했다. 쥬라기 후기에 서식했던 크기 0.6 ~ 1m가량의 원시적인 새로 파충류에서 조류로의 진화과정을 잘 보여준다. 날개의 구조나 깃털로 보아 현생 조류처럼 고급비행은 하지 못하고, 높은 나무나 언덕위에서 뛰어내려서 활공(gliding)을 했을 것으로 생각된다.

달리기와 나무타기를 매우 잘했다. 독일의 바바리아(Bavaria) 지방에서 화석으로 발견된 Archaeopteryx lithographica는 몸길이가 약 48cm였고 입에는 이빨이 있었으며, 꼬리에는 긴 깃털과 척추가 있었다.

라틴 이름인 Archaeopteryx는 “고대의 날개”라는 뜻이다. 깃털이 처음부터 비행을 위해 진화한 것인지 아니면 체온을 보호하기 위해 처음으로 진화된 것인지는 아직 밝혀지지 않았다. 다음은 시조새에 관해 1997년에 씌어진 글중의 일부이다.

1861년 고생물학자들은 독일의 석회암 채석장에서 놀라운 발견을 했다. 1억5천만년전의 석회암판에 새겨져 있는 이 동물의 화석은 믿기어려울 정도로 괴상한 동물의 형상이었는데, 긴 꼬리, 날카로운 이빨, 발톱이 있는 앞다리는 작은 공룡의 모습이었지만 새처럼 깃털과 날개가 있었다.

이 고대의 새는 “오래된 날개”라는 뜻의 Archaeopteryx라는 이름이 붙여졌으며, 공룡과 조류의 “잃어버린 고리”로 열렬한 환영을 받았다. 이후 136년동안 시조새의 골격은 1876, 1951, 1956, 1970, 1980, 1992년에 6구만이 추가로 발견되었으며, 모두 독일 바바리아 지방의 졸른호펜(Solnhofen) 석회암층에서 출토되었다. 7개의 화석중 3개의 화석만이 깃털이 온전하게 보존되어 있다.