플라이스토세

정의

현생누대(顯生累代, Phanerozoic Eon) 신생대(新生代, Cenozoic Era) 제4기의 첫 번째 지질 시대. 약 258만 년 전부터 1만 년 전까지가 해당한다. 신제3기(新第三紀, Neogene Period)와 홀로세(完新世, Holocene) 사이에 있다. '플라이스토세'라는 명칭은 이 시기가 가장 새로운 지질시대에 가깝다는 점에 착안하여, 그리스어 'pleistos'(가장)에서 유래했다.

지질학적 특징

플라이스토세 이전은 제3기 플라이오세이며 이후는 홀로세이다. 플라이스토세의 시간 경계는 약 1만~250만 년 전인 것으로 측정된 바 있지만, 최근 들어 1만~160만 년 전으로 재측정되었다. 원래 플라이스토세는 대빙하기(또는 제4기)를 나타내는 시기로 제안되었다. 그러나 급격한 기후의 한랭화로 표시되는 빙하기의 시작은 약 250만 년 전으로 측정되었으며, 따라서 빙하기는 플라이오세에 이미 시작된 것으로 알려졌다.

홀로세는 현재 빙하기의 마지막 간빙기로 여겨진다. 일부 학자들은 플라이스토세를 현재까지 확장하는 것을 선호하지만, 다른 학자들은 홀로세 동안에는 인류의 발달이 매우 뚜렷하므로 현재와 같이 제4기를 플라이스토세와 홀로세로 나누는 것이 더욱 적절하다고 생각하고 있다.

플라이스토세 빙하기가 최고조에 달했을 때 세계 육지의 적어도 28％는 빙하에 덮여 있었다. 현재는 세계 육지의 10％가량이 빙하에 덮여 있으며 이중 상당부분은 고위도 지방에서 나타난다. 현재의 이러한 빙하분포 양상은 여러 차례의 간빙기 동안에도 마찬가지였을 것으로 추정되고 있다.

그러나 화석동물군과 현존하는 동물군을 비교해볼 때, 현재와 간빙기 간에는 빙하분포에 약간의 차이가 있었던 것으로 생각된다. 빙하권곡(산악지역에 존재하는 각각의 산악빙하의 곡두에서 설원의 작용에 의해 형성되는 극장 모양의 곡두부)은 대체로 설선(만년설의 하부경계)과 일반적인 관계를 갖고 있다.

세계의 많은 지역에서 빙하권곡의 고도측정을 통해 최근의 빙하기가 최고조에 달했을 때의 설선의 대략적인 위치가 결정된 바 있다. 이렇게 결정된 과거의 설선은 장소에 관계없이 현재의 설선보다 저위도에 위치하고 있으며, 극지방뿐만 아니라 적도지방에서도 나타난다. 다른 측정방법에 따르면, 빙하기 동안 해안지역의 강수량은 현재보다 훨씬 많았고, 연평균기온도 현재보다 다소 낮았던 것으로 밝혀졌다. 반면 내륙지역에서는 강수량의 증가와 온도의 하강이 덜했던 것으로 밝혀졌다.

이러한 차이는 빙하기 동안 아한대기후대가 적도 쪽으로 다소 이동되어 있었음을 지시한다. 이러한 기후대의 이동거리는 보레알 기후대의 경우에는 위도 15° 정도에 달했으며, 더욱 온난했던 기후대는 이보다 짧았다. 현재는 건조한 지역인 중위도·저위도 지역들이 당시에는 다우성기후였다는 사실은, 비를 몰고 오는 폭풍이 많이 일어나는 중위도 기후대가 적도 쪽으로 이동했던 것으로 보이며, 이러한 사실 역시 기후대 이동을 뒷받침해준다.

또한 북반구에 나타나는 동물화석들도 앞의 사실들과 유사하게 추운 북부기후대가 남쪽으로 상당히 이동했음을 나타내주는 증거이다. 반면 식물화석과 동물화석의 증거들은 간빙기 동안 기후대가 양극 쪽으로 이용했으며, 북반구에 있던 기후대는 적어도 한 번은 현재 위치보다 북쪽으로 밀려났었음을 나타낸다. 결론적으로 증명되지는 않았지만, 이러한 기후대의 이동은 대체로 전세계적으로 동시에 일어난 것으로 여겨지고 있다(고기후학).

과거에 빙하로 덮여 있던 북반구의 대표적인 지역으로는 북아메리카 서부에 나타나는 산악지역이 있는데, 이 지역은 캐나다의 대부분에 걸쳐 거의 연속적인 빙하덮개를 형성했던 거대한 빙하복합체가 점하고 있었다.

대서양에서부터 로키 산맥, 캐나다와 미국 북부에 달하는 광범위한 지역(남쪽으로는 뉴욕 시, 오하이오 주의 신시내티, 일리노이 주의 카번데일, 미주리 주의 세인트루이스, 미주리 주의 캔자스시티, 사우스다코타 주의 피어까지)은 로렌타이드 빙상이라는 거대한 빙상에 덮여 있었는데, 이 빙상은 캐나다에서 유래한 빙상으로 북쪽으로는 북극해까지 연결되어 있었다.

그린란드와 아이슬란드의 전지역도 거의 빙하에 덮여 있었다. 유럽에서도 노르웨이 북쪽 연안에 위치하는 노르카프에서부터 남쪽으로 드네프르뱅크의 키예프에 이르는 유럽의 거의 절반에 달하는 지역이 스칸디나비아 빙상에 덮여 있었다. 시베리아의 많은 부분도 산악빙하에 덮여 있었으며, 남서부의 평야지역은 시베리아 빙상에 덮여 있었다. 유럽 알프스 산맥, 카프카스 산맥, 피레네 산맥 및 다른 대륙의 높은 산맥들의 대부분도 다양한 규모의 빙하를 수반하고 있었다.

남극대륙은 오늘날보다 훨씬 넓은 지역에 걸쳐 거의 완벽하게 빙하에 덮여 있었으며, 남부 안데스 산맥의 빙하는 서쪽으로는 칠레의 조수면까지, 동쪽으로는 아르헨티나의 팜파스까지 덮고 있었다. 빙하는 하와이·일본·뉴기니의 높은 산들에도 존재하고 있었다.

빙하기후와 대륙빙상의 결과로 세계 도처에서 해수면의 상승과 하강이 일어났다. 빙하를 형성하는 물은 바다에서 유래하기 때문에 빙하의 형성은 해수면을 하강시킨다. 반면 온난한 기후에서는 빙하가 녹아서 생긴 물이 바다로 흘러가기 때문에 해수면이 상승한다. 따라서 빙기와 간빙기가 교대로 일어날 경우에는 오늘날보다 다소 높은 해수면에서부터 다소 낮은 해수면을 포함해 수백m의 범위를 갖는 해수면의 변화가 나타난다. 빙하작용은 지각의 광범위한 요곡작용도 일으켰다. 지각은 대규모 빙상 같은 과다한 하중 하에서 변형을 일으킨다.

암석질의 지각 밑에 놓여 있는 하층에서는 소성(塑性) 유동이 하중을 받는 지역의 바깥쪽으로 암석물질을 운반하여 분지 모양의 침강을 일으킨다. 빙상이 녹기 시작해 지각에 가해지는 하중이 감소하면, 하층에서의 소성 유동이 반대방향으로 일어나게 된다.

따라서 암석질의 지각은 천천히 돔 형태로 솟아오르는데, 이러한 지각의 상승은 빙하가 모두 녹아 사라지고 정상 조건이 회복된 후에도 얼마간 계속된다. 모든 대륙에 나타나는 저위도와 중위도의 건조한 지역에는, 현재는 호수가 존재하지 않는 지역에 호수가 존재했거나, 또는 오늘날의 호수보다 훨씬 큰 호수가 존재했었음을 나타내는 뚜렷한 증거들이 있다.

이러한 증거들은 이들 지역에서 현재보다 강수량이 많고 증발량이 적은 시기가 여러 차례에 걸쳐 반복되었음을 보여준다. 빙하기후의 뚜렷한 효과가 빙상의 분포지역을 벗어난 인근지역에서도 나타나는데, 이러한 예로는 동상(凍上)현상과 솔리플럭션(solifluction)이 있다.

솔리플럭션은 냉각과 융해로 인해 완사면에서도 일어날 수 있는 느린 속도의 토양 포행이다. 현재는 남극·북극 지방에서 일어나고 있으며, 저위도의 높은 산 정상에서도 일어나고 있다. 솔리플럭션에 의해 형성되는 왜곡층(歪曲層)과 토양의 동상현상으로 형성되는 암석들의 일정한 배열상태는 독특한 특성을 갖는다.

생물학적 특징

마지막 빙기가 끝난 이후 지구의 동식물이 보여주는 새로운 환경에 대한 적응은 약 1만 년 동안에 어떤 일이 발생했는가를 알려준다. 이와 유사하게 빙하가 물러간 지표면은 식생에 의해 다시 완전히 덮이게 되며, 빙기 동안보다 몇 배나 많은 동물들이 서식하게 된다.

북반구의 포유류들은 절멸과 새로운 종류의 출현을 통해 상당히 변화했다. 새로운 종류로는 얼룩말, 소, 낙타, 일부 코끼리류, 코뿔소, 털매머드 등이 있다. 털매머드는 매우 추운 기후에 살았던 종류로 최초의 빙기 이전에는 살지 않았던 것으로 알려졌으며, 말과 말코손바닥사슴은 북아메리카로 이주했다. 많은 수의 절멸은 약 5,000~1만 년 전에 일어났는데, 낙타, 말, 땅늘보, 사향소 2속(屬), 페커리, 영양과 비슷한 반추동물, 아메리카들소 1속, 대형 비버와 유사한 동물, 말코손바닥사슴의 수컷, 사자만큼 큰 몇 종류의 고양이 등이 이 시기에 절멸했다.

현존하는 코끼리류보다 컸던 매머드류는 한때 현재의 미국 전역에 걸쳐 번성했지만 절멸했으며, 숲에 살던 종류인 마스토돈, 툰드라 지대와 평지에 살던 털매머드도 절멸했다. 북아메리카에서 인류의 출현은 다소 급작스럽게 일어났는데, 아마도 베링 해협을 지나는 육교가 존재했던 시기에 일어났던 것으로 추정된다.