스트로마톨라이트

요약 시아노박테리아를 비롯한 생물의 광합성을 발견할 수 있는 층 모양의 줄무늬가 있는 암석이다. 시아노박테리아는 오늘날 남조류로 추정되며 성장속도가 매우 느리기 때문에 지구 생명의 근원과 탄생의 역사를 밝힐 수 있는 열쇠로 알려져 있다. 오스트레일리아의 샤크만에 있는 하메린풀에서 스트로마톨라이트가 활동하는 모습을 볼 수 있다.

스트로마톨라이트

원시의 대기는 생물이 살기 어려운 상태이었다. 그러나 생물의 광합성 작용이 일어나면서 산소가 생겨났다. 이렇게 광합성을 한 원핵 미생물이 시아노박테리아이다. 이는 오늘날 남조류(남조식물)로 추정된다. 시아노박테리아를 비롯한 생물의 광합성 활동으로 스트로마톨라이트가 생기는데, 여기에는 2가지 방법이 있다.

첫번째 방법은 시아노박테리아의 표면에 형성되는 점질층에 물 속의 부유물이 달라붙는 것이다. 어떤 종의 시아노박테리아의 표면은 다당류를 비롯한 점성물질로 된 층으로 둘러싸여 있다. 스트로마톨라이트를 형성하는 시아노박테리아는 대체로 이 점성물질로 둘러싸여 있다. 물 속에 떠다니는 모래나 진흙의 미립자 등과 같은 여러 부유물이 시아노박테리아의 점성물질에 달라붙어 고정된다. 그 결과 표면이 암석 모양의 물질로 덮이는 것이다.

두번째 방법은 광합성에 의한 탄산칼슘(석회)화 현상이다. 여러 가지 이유로 물 속에는 탄산칼슘이 침전된다. 시아노박테리아의 표면에서 광합성에 의하여 이산화탄소가 흡수되면 부분적으로 알칼리쪽으로 기운다. 거기에 거의 포화상태가 된 탄산칼슘이 결정이 되어 표면에 달라붙고 퇴적해 나간다. 또 점성물질의 표면에 작은 탄산칼슘 미립자가 달라붙고, 그것이 핵이 되어 주변에 있는 탄산칼슘이 결정이 되어 분리되는 것을 촉진한다. 이로써 시아노박테리아의 콜로니 전체가 탄산칼슘으로 덮인다. 시아노박테리아는 빛을 향하여 자라는 성질이 있어서, 이렇게 형성되는 퇴적층보다 언제나 위쪽에 존재한다. 이러한 과정이 광합성 활동이 활발한 낮과 활발하지 않는 밤에 되풀이됨으로써 층 모양의 무늬가 생기게 되는 것이다. 더욱이 이 줄무늬는 계절에 의한 태양의 기울기 차이나 낮과 밤의 길이 차이를 반영하여 마치 나무의 나이테와 같은 주기를 그리고 있다.

스트로마톨라이트의 성장속도는 느리다. 약 100여 년에 걸쳐서 수㎝, 즉 연간 1㎜ 이하 밖에 성장하지 않는다고 한다. 따라서 흔히 볼 수 있는 지름 50∼100㎝의 스트로마톨라이트는 1000여 년 이상이 지나면서 형성된 것이다. 주로 10∼20억 년 전의 지층에서 발견되며, 스트로마톨라이트는 지구 생명의 근원과 탄생의 역사를 밝힐 수 있는 열쇠로 알려져 있다. 오늘날 오스트레일리아의 샤크만(灣)에 있는 하메린풀에서 스트로마톨라이트가 활동하는 모습을 볼 수 있다.