지사학의 법칙과 지층의 상대 연령

laws of geography

1. 지층의 상대 연령과 지사 연구의 법칙

[평가원 출제 Code]
• 목표
지층의 선후 관계 해석에 사용되는 다양한 법칙을 통해 지구의 역사를 추론할 수 있습니다.
• 출제 Point
지층 형성의 선후 관계를 결정짓는 법칙인 수평 퇴적의 법칙, 지층 누중의 법칙, 동물군 천이의 법칙, 관입의 법칙, 부정합의 법칙 등을 이해하고, 시간과 암석에 따라 층의 순서를 결정하고 지구의 역사에 대해 설명합니다.

1-1. 지사학의 법칙

0) 동일과정의 원리

현재 지구상에서 일어나고 있는 여러 가지 자연 현상은 과거에도 동일하게 일어났기 때문에 현재 일어나고 있는 자연 현상을 이해하면 과거 지구에서 일어났던 일을 알 수 있다는 원리입니다. 이는 주로 '현재는 과거를 아는 열쇠'라는 말로 표현되며, 허턴에 의해 처음 주장되었습니다.

1) 수평 퇴적의 법칙

퇴적물은 일반적으로 수평으로 퇴적된다는 법칙입니다. 다양한 퇴적 환경에서 퇴적물은 중력의 영향을 받아 수평으로 쌓입니다. 따라서 지층이 휘어져 있거나 한쪽으로 기울어져 있으면 퇴적물이 쌓인 후 지각 변동을 받았다고 판단할 수 있습니다.

2) 지층 누중의 법칙

먼저 쌓인 지층이 나중에 쌓인 지층보다 아래에 위치한다는 법칙입니다. 물이나 바람 등으로 운반된 퇴적물이 쌓일 때, 먼저 쌓인 퇴적물이 아래에 놓이고 나중에 쌓인 퇴적물이 위에 놓입니다. 즉, 하부에 있는 지층은 상부에 있는 지층보다 나이가 많습니다. 이 법칙을 적용할 때는 지층 내에 발달된 퇴적 구조를 이용하여 지층이 정상적으로 놓여 있는지 또는 지층이 역전되어 있는지를 확인해야 합니다.

3) 관입의 법칙

관입한 암석은 관입당한 암석보다 나중에 생성되었다는 법칙입니다. 이미 있는 기존의 암석을 마그마가 뚫고 관입하여 관입암이 생성될 때, 관입당한 암석의 나이는 관입한 암석보다 나이가 많습니다. 또한 마그마가 암석을 관입하면 마그마의 열로 인해 기존 암석에 변성 작용을 받은 부분이 나타날 수 있습니다.

4) 부정합의 법칙

부정합면을 경계로 상하 지층 사이에는 긴 시간 간격이 있다는 법칙입니다. 부정합은 퇴적이 중단되거나 먼저 퇴적된 지층이 없어진 상태에서 다시 퇴적이 일어날 때 만들어집니다. 부정합면을 경계로 상하 지층 사이에 긴 시간 공백이 있으므로 구성 암석의 종류와 상태, 지질 구조, 화석의 종류 등에서 큰 차이를 보입니다.

5) 동물군 천이의 법칙

지층에서 발견되는 화석의 종류와 진화 정도에 따라 지층의 생성 순서를 밝힐 수 있는 법칙입니다. 지층 속 화석을 조사하면 아래쪽 지층과 위쪽 지층에서 발견되는 화석의 종류가 다른 경우가 많습니다. 일반적으로 오래된 지층에서 젊은 지층으로 갈수록 더 복잡하고 진화된 화석이 발견됩니다. 이는 오랜 시간에 걸쳐 생물의 일부는 멸종되고 살아남은 일부가 진화하였기 때문입니다.

[ConFer]
• 지층
지층 속에는 과거 지구의 환경과 생명에 관한 흔적들이 남아 있기 때문에 지층은 흔히 지구의 역사책이라고 불립니다. 특히, 지질 구조와 화석은 지층이 생성된 시기와 지층이 생성될 당시의 환경을 알려 주기 때문에 지구의 역사를 밝히고 해석하는 데에 매우 중요합니다.

• 지층의 상하 판단
지층이 역전되었다면 사층리, 점이 층리, 연흔, 건열과 같은 퇴적 구조나 생성 시기를 알 수 있는 화석을 관찰하여 지층의 상하를 판단합니다.

1-2. 상대 연령과 지층 대비

1) 상대 연령

지층이 쌓이거나 마그마가 관입하는 등의 지질학적 사건의 선후 관계, 즉 발생 순서를 상대 연령이라고 합니다.

2) 지층의 대비

서로 멀리 떨어진 지층의 선후 관계를 결정하는 것으로 암석층의 특징, 포함된 화석 등 다양한 증거들을 통해 정해야 합니다.

• 암상에 의한 대비
건층(열쇠층)은 응회암층, 석탄층을 말합니다.
암상에 의한 대비 방법은 비교적 가까운 거리에 있는 지층의 대비에 이용됩니다.

• 화석에 의한 대비
표준 화석을 이용한 비교 할 수 있습니다.
화석을 통한 비교는 서로 멀리 떨어져 있는 지층에도 적용이 가능합니다.

[ConFer]
• 지층의 대비
지질 시대 동안 여러 차례 지각 변동을 받으면서 없어지는 지층이 있기 때문에 지질 시대의 모든 기록이 빠짐없이 보존되어 있는 지층은 드뭅니다. 따라서 여러 지역에 부분적으로 흩어져 있는 지층 자료들을 종합적으로 분석한 후 이를 비교하여 해석하면 각 지층들의 선후 관계를 파악할 수 있습니다.

• 건층(열쇠층)
암상에 의해 지층을 대비할 때는 기준이 되는 지층이 필요한데, 이를 건층이라고 합니다. 응회암층이나 석탄층은 비교적 짧은 시간 동안에 퇴적되었으면서도 넓은 지역에 분포하기 때문에 건층으로 활용할 수 있습니다.

• 본 글 맨 앞의 그림과 함께 봐주시길 바랍니다.
위 그림에 지사학의 법칙을 적용하면, 그림 속 지층의 생성 순서는 B-A-C-D-E입니다. 이때 B가 가장 먼저 퇴적된 지층입니다.