■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	손가락 화석-석고			실험 원리	화석의 생성 원리 이해
실험 시간	50분	실험 분야	지구과학	실험 방법	조별 실험 (4인 1조)
세트구성물	알지네이트, 석고, 필름통, 종이컵, 계량컵, 플라스틱비커, 9자핀, 이쑤시개, 핸드폰줄, 플라스틱숟가락, 나무스틱
교사준비물	물, 코팅스프레이(가능하면)			학생준비물
실험 결과	석고로 된 손가락 모양의 화석 모형 1개를 가져갈 수 있습니다.
실험팁	TIP 1. 알지네이트의 반죽 시간은 1분~1분30초입니다. 이후에는 굳기 시작하므로 빠르게 반죽하세요. 조작이 어려운 저학년 학생들의 경우 선생님께서 직접 해 주시는 것이 좋습니다. TIP 2. 알지네이트 1명분은 10g으로, 들어있는 계량컵에 꼭꼭 눌러 담아 깍아서 1컵입니다. TIP 3. 알지네이트를 반죽할 때는 최대한 덩어리 지지 않도록 골고루 하여야 예쁜 화석이 만들어 집니다. TIP 4. 플라스틱 비커에 석고 60g을 계량하고 물 40g을 넣으면 적당한 비율입니다. 플라스틱 비커에 석고를 눌러 담아 눈금 60ml에 맞추면 대략 60g 이 됩니다. TIP 5. 석고를 틀에 부은지 약 15~20분이 지나면 위에서 만져보거나 종이컵 옆에서 눌러 보아도 단단히 굳은 것이 느껴집니다. 이때 종이컵과 알지네이트를 뜯어 내시면 됩니다. TIP 6. 석고는 손에 묻어나므로 락카(투명, 은색 또는 금색), 매니큐어(투명) 등으로 색을 칠하는 것이 오랫동안 보존할 수 있습니다.

▶화석을 본적이 있나요? 화석은 어떻게 만들어 지는 것일까요?

지질시대에 퇴적물이 퇴적되고 암석화 될 때 함께 묻힌 생물이나 그 흔적을 화석이라 하는데 갑작스러운 지각변동에 의한 것이 많고, 주로 껍질이 단단한 것, 몸 속에 단단한 뼈가 있는 것, 생물의 개체수가 많은 것 등 일수록 화석이 될 확률이 높습니다.

아래 원리학습을 읽고 물음에 답하세요.

1. 우리가 만든 손가락 화석은 무슨 화석에 속할까요?  인상화석

2. 실험 활동 중 몰드에 해당하는 것은 무엇일까요?    알지네이트로 만든 손가락 틀

3. 실험 활동 중 캐스트에 해당하는 것은 무엇일까요?  석고를 부어 굳힌 손가락

화석 [ fossil, 化石 ]

화석은 아주 먼 옛날에 살았던 생물의 껍질ㆍ뼈ㆍ이빨 등이 땅속에 묻혀 오랜 시간이 흐르면서 단단하게 굳어진 것입니다. 화석(化石)은 영어로는 `fossil'이라고 합니다. Fossil은 라틴어 `fossilis'에서 기인된 말로, `땅 속에서 파낸 물건'을 뜻합니다. 이 정의에 따라 중세시대에는 지하에서 파낸 암석ㆍ광물 등도 화석에 포함했지만, 18세기 후반에 이르러서는 오로지 지질시대 동안에 살았던 생물의 유해나 흔적만을 화석이라 부르게 됐습니다.

보통 화석은 암석 속에서 발견되지만, 나무의 진이 굳어진 호박이나 얼음 속에서도 관찰되며 미이라 상태로 남기도 합니다.

생물의 유해와 흔적이 화석으로 인정받으려면 그 생물은 지질시대 동안에 살았어야만 합니다. 지질시대란 원시지구가 탄생한 후부터 역사시대가 시작되기 전까지의 기간을 말합니다. 현재까지 알려진 바로는 지구의 암석, 월석, 그리고 운석에 대한 연령측정결과 가장 신뢰할 만한 지구의 나이는 45억4000만년으로 추정됩니다.

또한 역사시대는 인류가 문자를 발명해 기록을 남기기 시작한 시기로, 1만년 전부터 현재까지의 기간을 말합니다. 따라서, 지질시대는 45억년 전부터 1만년 전 사이의 기간이 되겠지요. 그러나 45억년 전 원시지구가 탄생한 후, 처음 수억년 동안에는 지구상에 생물이 살았거나 암석이 쌓인 기록이 남아있지 않습니다.

지구상에서 가장 오래된 암석은 캐나다 북서부 슬레이브 호수 근처의 아카스타 편마암(Acasta gneisses)과 그린란드 남서부의 이수아 변성퇴적암(Isua rocks)으로 각각 약 40억3000만년과 37억∼38억년의 나이를 가지고 있습니다. 또한 가장 오래된 화석은 오스트레일리아 서부에 분포하는 약 35억년된 지층인 와라우나층군(Warrawoona Group)에서 발견됐습니다. 따라서, 지질시대 기간 중 지구의 변화기록이 암석에 기록되기 시작한 것은 40억년 전으로 보아야 하겠습니다.

화석은 크게 신체화석과 생흔화석으로 구분됩니다. 신체화석은 생물의 원래 몸의 전부나 일부가 화석화된 것으로 대개의 경우 생물체의 단단한 부분이 보존됩니다. 그러나, 드물게 생물체의 부드러운 부분이 보존되기도 한답니다. 기록에 의하면, 시베리아와 알래스카의 얼음 속에서 발견된 매머드 화석은 발견당시 전혀 부패되지 않은 채 완전한 골격을 유지하고 있었으며, 흉부에는 혈액이 굳은 채로 있었고, 살점은 데리고간 개가 먹을 수 있을 정도로 신선했다고 합니다.

생흔화석은 생물의 생활흔적이나 생존시의 활동에 의해 형성된 유기구조가 퇴적물 속에 남아있는 것입니다. 동물이 땅위에 남긴 발자국, 배설물이 화석화된 분석(糞石), 그리고 소화를 돕기 위해 위 속에 넣은 돌이 화석화된 위석(胃石) 등이 생흔화석에 속합니다.

생물의 유해나 흔적은 아니지만 암석 속에 생물의 모양과 비슷하게 형성된 것이 발견되는 경우가 있는데 이것을 위화석(pseudofossil)이라고 부릅니다. 즉, 위화석은 생물과는 아무 관계없이 무기적으로 형성된 가짜화석입니다. 위화석 중에는 거북의 모습을 닮은 귀갑석(龜甲石), 식물화석을 닮은 모수석(模樹石), 그리고 꽃잎 모양을 닮은 국화석(菊花石) 등이 있습니다.

지금으로부터 약 50만년 전 생각하는 인간인 호모 사피엔스(Homo sapiens)가 출현하기 전에도 화석은 인류의 조상과 더불어 있었겠지만, 화석이 인류에게 의미를 갖게 되기 시작한 것은 호모 사피엔스가 출현한 이후로 여겨집니다. 그 증거로 프랑스 브루고뉴(Burgundy)지방의 한 동굴에서 발견된 산호와 복족류의 화석을 들 수 있습니다. 약 8만년 전, 이 동굴에서 살았던 네안데르탈인(Homo sapiens neanderthalensis)이 바로 이들 화석의 주인입니다. 이처럼 선사시대의 동굴이나 유적에서는 종종 몸에 지닐 수 있게 구멍이 뚫어져있는 화석이 부장품으로 발견된답니다.

과거 지질시대에 살았던 생물을 고생물이라고 합니다. 고생물학은 퇴적물 속에 남아있는 화석에 근거해 과거의 생물을 연구하는 학문으로, 과거 지구상에 살다간 수많은 생물들의 탄생과 진화, 그리고 멸망의 과정 등을 연구하며, 이들 자료를 근거로 과거 생물들이 살았던 지구의 모습을 밝혀낸답니다. 지금으로부터 45억년 전에 원시지구가 탄생한 뒤, 지구는 많은 변화를 겪으며 현재의 모습에 도달하게 됐습니다. 또한 지금 이 순간에도 끊임없이 변화하고 있습니다.

앞으로 지구의 모습이 어떻게 변화될지는 아무도 모르지만, 과거에 지구가 겪어온 변화의 모습을 명확히 알아낼 수 있다면 그것을 근거로 미래의 지구모습을 예측할 수는 있을 것입니다. 시간의 흐름에 따른 지구의 역사 규명은 화석과 암석에 대한 자세한 관찰에 의하여 가능하며, 이를 통해 지구의 미래에 대한 예측도 가능하답니다.

화석의 종류

◈ 지질 구분에 따라

㉠ 표준 화석 : 지질시대와 층서를 밝히는 데 이용되는 화석

·조건 → 생존기간이 짧고, 분포면적이 넓고, 개체수가 많으며, 진화속도가 빠른 생물

ex) 삼엽충, 공룡, 암모나이트, 화폐석 등

㉡ 시상화석 : 지질시대의 자연 환경을 밝히는데 이용되는 화석

·조건 → 생존기간이 길고, 환경변화에 민감한 생물  ex) 산호, 고사리 등

◈ 화석의 보존 유형에 따라

㉠ 체화석 : 고생물의 몸의 일부 또는 전부 보존된 화석

㉡ 흔적 화석 : 생물이 기어간 자국이나 발자국, 구멍을 판 자국, 배설물들과 같이 생물의 활동으로 만들어진 흔적이

화석화된 것

ex) 천공성 생물의 집, 동물의 활동 흔적, 식섭취 행동흔적, 배설물, 생식과정

㉢ 인상화석 : 몰드와 캐스트

◈ 화석의 크기에 따라

㉠ 거화석 : 육안으로 조직이나 형태적 특징을 알아볼 수 있는 화석

㉡ 미화석 : 현미경에 의한 관찰에서 식별될 정도의 크기를 갖는 화석

ex) 원생동물인 유공충, 방산충. 단세포 식물인 규조나 식물의 기관인 화분과 포자,

동물의 어느 기관으로 생각되는 코노돈트

㉢ 초미화석   ex) 코노돈트