화분과 규조류 분석
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화분과 규조류 분석
특정 시기의 식물 군락에 대한 전반적 평가를 하는 데 가장 많은 정보를 얻을 수 있는 기법 중에는 가장 큰 유체가 아닌 가장 작은 유체들, 특히 화분과 규조류에 대한 분석이 있다.
*화분분석
화분학, 즉 꽃가루 알갱이 연구는 20세기 초에 노르웨이 지질학자 렌나르트 폰 포스트에 의해 개발되었다. 이는 다양한 종류의 유적들에 적용될 수 있고 또 환경뿐만 아니라 편년에 관한 정보도 제공하기 때문에-사실 화분 분석은 동위원소 연대결정법이 등장하기까지는 주로 연대측정 목적으로 쓰였다-고고학에 아주 귀중하다는 사실이 이미 입증된 바있다.
화분 분석은 과거환경을 정확히 그려낼 수는 없지만 그 원인이야 무엇이든 시간의 흐름을 따라 일어났던 식생의 변천을 어느 정도 알게 해주며, 이는 다른 방법들로부터 얻은 결과들과 비교될 수가 있다.화분 분석의 적용 예 중 가장 잘 알려진 것은 후빙기, 즉 홀로세(12000녀 전 이후)에 대한 것인데, 화분학자들은 이 시기의 시간 흐름에 따라 각기 다른 식물 군락들(특히 나무들)로 특징지어지는 일련의 화분대들을 규정해 왔다. 다만 그 명명체계나 그러한 대의 전체 수에 대해서는 의견의 일치를 거의 못보고 있는 실정이다. 그러나 화분 연구는 지금부터 약 300만 년 전 에티오피아 하다르의 퇴적층 및 오모강 유역처럼 정말로 오래된 환경에 관해서도 아주 필요한 정보를 제공할 수 있다. 이 지방들은 대개 지금처럼 건조하였을 것으로 가정하고 있었지만 프랑스 과학자 래이몽드 본느필이 실시한 화분 분석은 이 지방이 350만 년 전부터 250만 년 전 사이에 일부 열대식물까지 있는 등 훨씬 습윤하고 푸르렀다는 사실을 보여준 바 있다. 지금은 반사막으로 나무와 관목들이 드문드문 흩어져 있는 하다르는 당시에는 호수와 강을 따라 나무가 빽빽하고 풀이 드넓게 많이 자라던 초지였다. 250만 년 전쯤에 일어난 한층 건조한 환경으로의 변화는 풀 종류가 좀더 우세해지면서 나무 화분이 줄어든 데서 볼 수가 있다.
후빙기, 특히 역사시대에서 화분이 나타내는 변동은 대체로 그 이전의 것들에 비해서 소규모이며, 숲이 퇴각한 곳에 관련해서는 기후가 유일한 요인은 아닐 가능성이 상존한다. 영국의 로버트 라이키스 같은 수문학자는 후빙기 동안에 일어난 기후변동의 중요성을 대부분의 학자들보다 훨씬 심하게 평가절하하였다. 그는 유럽에서 연 강우량 또는 계절 강우량 사이의 차이가 화분 도표들로부터 (계량화되지는 않았지만) 대체적으로 추론된 차이보다는 거의 확실하게 크다고 지적하면서, 어떤 중대한 기후변동이 일어났다 하더라도 이는 그보다 아마 폭이 한층 컸을 단기적 변이에 비해 생태학적으로 덜 중요했을 것이라고 한다. 라이키스는 생태학적 변화는 매년의 기후 및 강우량 변이에 기인하는 바가 컸을 것이라고 결론지었다. 따라서 그는 고고학자가 한 지방의 모든 유적들을 고정된 화분대들로 구성된 표준화된 순서 속에 우겨 넣으려고 하기보다는 각 지역의 소규모 단기 변화를 조사해야 한다고 말하였다. 대부분의 전문가는 라이키스의 논조에 동의하지 않지만, 그가 지역 환경 복원의 중요성을 강조한 점은 개개유적을 상대로 연구 작업을 하는 고고학자들에게 의미심장하다 할 것이다.
화분분석의 퇴적물 유형은 묻힌 토양이나 침수된 퇴적층이고, 그로부터 0.05리터 혹은 원통 표본으로 채취하여 실험실 추출 및 고배율(*400) 현미경 사용으로 식생, 토지이용에 관한 정보를 얻을 수 있다.
우리 나라 최초의 화분 분석 연구는 지리산 세석평전의 토탄층에서 채집한 꽃가루로 진행한 연구이다. 영랑호에서는 우리 나라에서 가장 긴 시간(17,000년)에 걸친 식생대를 보여주며 10,000∼6,700BP에 기온이 급속히 온난해졌음을 밝혀 주어 그 가치가 크다. 또, 안정 동체위비 및 유화물 함량에 의한 결과를 보면 7,000∼5,500BP에서 최고값이 나와 꽃가루 분석 결과와 일치하며 우리 나라에도 기후 극상기가 있었음이 확실해졌다. 일산 신도시 건설로 인한 발굴에서 토탄층에 대한 절대 연대 측정과 함께 꽃가루 분석이 이루어졌는데 이 결과와 영랑호의 자료는 중부 지방의 식생대를 복원하는데 기초 자료가 될 것이다. 분석 결과, 오리나무와 물푸레나무로 보아 유적 가까이에 습기가 많았음을 알았고 참나무속은 냉온대 중부지방에 속하기 때문에 신갈나무종인 것을 알았다. 남부 지방의 꽃가루 연구는 그리 활발하지 않다. 울산, 방어진, 포항, 황등에 대한 조사가 있을 뿐이다.
좀 더 확실한 연구를 위해서 정확한 꽃가루대와 지역에 따른 꽃가루분대를 만들어야 하는데 우리 나라를 남북이 길어 통일된 꽃가루대를 만들기가 쉽지 않다.
*규조류 분석
우선 규조류는 대부분 물 속이나 습지에 사는 조류 식물로, 광합성을 한다. 연못이나 늪의 민물과 바닷물에 널리 분포하는데, 물고기의 먹이가 되는 식물성 플랑크톤이며, 어패류의 먹이로도 중요한 역할을 한다. 규조류는 백악기에 크게 발생하여 두꺼운 지층을 형성하였는데, 규조류가 죽어 쌓여서 된 퇴적물을 규조토라고 한다.
규조류 분석은 식물의 미세화석을 이용한 환경 복원 방법 중의 하나이다. 규조류는 섬유소 대신에 규소로 된 세포막을 가진 단세포 조류(藻類)로서 그 조류가 죽은 뒤에도 규소 세포막들은 잔존한다. 이 세포막들은 조류가 사는 물이면 어떠한 곳이든 그 바닥에 아주 많이 쌓이며 토탄층에서는 발견 예가 적지만 호수 및 해안 퇴적물에서는 대부분 나온다.
규조류는 지난 200년 동안 기록되고 식별되었으며 또한 분류되었다. 규조류를 식별하고 세는 과정은 야외에서 표본 채집을 하는 작업과 마찬가지로 화분분석에 사용되는 과정과 흡사하다. 규조류는 명확한 형태와 치레들을 갖고 있어서 아주 잘 식별할 수 있으며, 그것들의 일괄은 살았던 물의 규조류 군락 식물지(誌) 구성 및 생산력을 직접적으로 반영하고 간접적으로는 물의 염도, 알칼리도, 그리고 자양상태 등을 반영한다. 다라서 여러 규조류 종들이 필요로 하는 (서식지, 염도, 자양 등에 관련된) 환경 조건들로부터 그것들의 인접 환경이 시기별로 어떠하였는지를 판정할 수가 있다.
식물학자 J.P. 브래드베리는 미국 미네소타 주 및 다코타 주의 9개 호수로부터 채집한 규조류 일괄을 조사하여 19세기에 유럽인들이 호수 주변에서 거주하기 시작한 이래로 삼림개간 및 벌목, 토양침식, 정주농업, 그리고 인간 미 동물 분뇨의 증가로 생겨난 유입물 때문에 그 수질이 ‘부영양화’ 되어 왔음을 밝힐 수 있었다.
또 규조류 집합체는 물이 담수인지, 반염수인지 혹은 염수인지를 나타낼 수 있기 때문에 그동안 지각구조 융기 지역에서 호수가 바다로부터 분리된 시기를 확인하고 과거 해안선의 위치를 찾아내며 해침을 적시하고 수질 오염을 밝히는 데 이용되었다. 예컨대 네덜란드의 메뎀블리크에 이전에 있었던 위버슈프 호수 자리의 퇴적에서 나타난 일련의 규조류들은 서기 800년경 이곳에 해침이 일어나서 담수호였던 곳을 바닷물이 차지함으로써 인접 지역의 인간거주가 단절되었음을 시사하고 있다.
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