중생대

중생대는 국제층서위원회(ICS)의 국제연대층서표(2024년 12월 개정판)에 따르면 251.902 ± 0.024 Ma(트라이아스기 인두안절 기저)에 시작하여 66.00 Ma(팔레오세 다니안절 기저)에 종료됩니다. 하부 경계의 GSSP(전지구 표준 층서 구간 및 지점)는 중국 저장성 메이산(Meishan) D단면에 설정되어 있으며, 코노돈트 Hindeodus parvus의 최초 출현 사건(FAD)으로 정의됩니다. 상부 경계의 GSSP는 튀니지 엘케프(El Kef)에 설정되어 있으며, 이리듐 이상 농축층과 연계됩니다.

중생대라는 용어는 1841년 영국 지질학자 존 필립스(John Phillips, 1800–1874)가 화석 기록의 대규모 변화에 근거하여 현생누대를 고생대(Palaeozoic), 중생대(Mesozoic), 신생대(Caenozoic)로 삼분한 최초의 전지구적 지질 시대 체계에서 도입되었습니다. 필립스는 윌리엄 스미스(William Smith)의 지층-화석 대비 원리를 발전시켜 이 체계를 수립했습니다.

중생대는 지구 역사상 최대 규모의 멸종 사건인 페름기-트라이아스기 대멸종(약 2억 5190만 년 전)의 직후에 시작되었습니다. '대죽음(Great Dying)'이라고도 불리는 이 사건은 해양 종의 약 90~96%, 육상 척추동물 속(genus)의 약 70%를 소멸시켰습니다. 삼엽충을 포함한 다수의 고생대 대표 생물군이 이때 완전히 자취를 감추었습니다.

대멸종의 원인은 현재 시베리아 트랩(Siberian Traps)의 대규모 현무암 분출에 의한 대기 중 CO₂ 급증, 전 지구적 온난화, 해양 무산소 사건, 해양 산성화 등 복합적 요인이 작용한 것으로 알려져 있습니다. 멸종 이후 생태계 회복에는 약 500만~1000만 년이 소요된 것으로 추정되며, 트라이아스기 초기의 '석탄 공백(coal gap)' 현상은 식물 생태계의 심각한 파괴를 보여줍니다.

대륙 배치와 기후: 트라이아스기 동안 모든 대륙은 초대륙 판게아(Pangaea)로 결합되어 있었습니다. 내륙 지역은 극도로 건조했고, 계절성이 강한 기후가 지배했으며, 극지방에 빙하 증거는 없습니다.

생물 다양성의 회복: 대멸종 직후 빈 생태적 지위를 주룡형류(Archosauromorpha)가 빠르게 채워나갔습니다. 초기에는 이첩류(therapsid, '포유류형 파충류')가 육상을 지배했으나, 중기 트라이아스기 이후 주룡류가 점차 우세해졌습니다. 약 2억 4000만~2억 3000만 년 전 최초의 공룡이 출현했으나, 이 시기의 공룡은 대부분 소형 이족보행 동물이었습니다. 에오랍토르(Eoraptor), 코엘로피시스(Coelophysis) 등이 대표적입니다.

동시에 최초의 익룡(약 2억 2800만 년 전), 어룡(약 2억 5000만~2억 4600만 년 전), 포유류형(Mammaliaformes, 약 2억 2500만 년 전)이 출현했습니다. 식물상은 침엽수, 소철류, 양치류, 종자양치류가 지배했으며, 특히 침엽수는 높이 30m에 달하는 대형 숲을 형성했습니다.

트라이아스기 말 대멸종: 약 2억 140만 년 전, 중앙대서양 마그마 구역(CAMP)의 대규모 화산 활동과 연계된 또 다른 멸종 사건이 발생하여 해양 과(family)의 약 20%, 육상 척추동물의 상당수가 멸종했습니다. 이로 인해 비공룡 주룡류(식룡류, 이룡류 등)가 사라지고, 공룡·익룡·악어류가 비어 있는 생태적 지위를 차지하게 되었습니다.

대륙 분열: 판게아가 북쪽의 로라시아(Laurasia)와 남쪽의 곤드와나(Gondwana)로 분리되기 시작했고, 테티스해(Tethys Sea)가 확장되었습니다. 중기 쥐라기에는 북아메리카가 유라시아로부터 분리되기 시작했습니다.

공룡의 전성기: 브라키오사우루스(Brachiosaurus), 디플로도쿠스(Diplodocus), 아파토사우루스(Apatosaurus) 등 거대한 용각류(Sauropoda)가 번성한 시기입니다. 대형 포식자 알로사우루스(Allosaurus)가 이들을 사냥했습니다. 침엽수림과 양치식물 초원이 이 거대 초식 동물들에게 풍부한 먹이를 제공했습니다.

조류의 기원: 후기 쥐라기(약 1억 5000만 년 전)에 시조새(Archaeopteryx)가 출현하여, 수각류 공룡에서 조류로의 진화적 전환을 보여줍니다. 독일 졸른호펜(Solnhofen) 석회암에서 발견된 시조새 화석은 고생물학 역사상 가장 중요한 화석 중 하나입니다.

해양 생태계: 암모나이트가 급격히 다양화하여 중요한 표준화석(index fossil)이 되었고, 어룡·수장룡 등 해양 파충류가 바다를 지배했습니다.

대륙의 분리: 남아메리카와 아프리카가 분리되고, 인도가 독립적 섬 대륙이 되었으며, 대륙 배치가 현재와 유사해지기 시작했습니다.

속씨식물의 출현과 확산: 백악기 초기(약 1억 3000만~1억 2500만 년 전)에 최초의 속씨식물(현화식물, Angiospermae)이 출현하여 중기 이후 급속히 다양화했습니다. 백악기 말에 이르면 속씨식물이 많은 기존 식물군을 대체하며 지배적 식생이 되었습니다. 이와 함께 개미, 벌, 나비, 진딧물 등 현대적 곤충 집단이 등장하여 식물-곤충 공진화의 토대가 마련되었습니다.

공룡 다양성의 절정: 티라노사우루스(Tyrannosaurus), 트리케라톱스(Triceratops), 안킬로사우루스(Ankylosaurus), 파라사우롤로푸스(Parasaurolophus) 등 가장 상징적인 공룡들이 이 시기에 살았습니다. 조류 역시 폭발적으로 다양화했습니다.

백악기 해침(transgression): 해수면이 현재보다 약 170~200m 높아 북아메리카 내륙에는 서부 내해로(Western Interior Seaway)가 형성되어 북극해와 멕시코만을 연결했습니다. 백악(chalk) 퇴적이 광범위하게 이루어졌으며, 이것이 백악기 명칭의 유래입니다.

1977년 게라트 베르메이(Geerat Vermeij)가 제안한 개념으로, 쥐라기와 백악기에 걸쳐 해양 생태계에서 포식 압력이 급격히 증가하면서 먹이 생물들이 더 강한 방어 구조(두꺼운 껍데기, 깊은 잠입 습성 등)를 진화시키고, 포식자들도 이에 대응하여 더 효과적인 포식 방법을 발전시킨 공진화적 '군비 경쟁'을 말합니다. 이 과정은 천해 해양 생태계의 구조를 근본적으로 변화시켰습니다.

중생대 대부분 기간 동안 지구는 온실(greenhouse) 상태를 유지했습니다. 대기 중 CO₂ 농도가 현재보다 수 배 높았고, 극지방과 적도 지방의 온도 차이가 현재보다 훨씬 작았습니다. 극지방에도 빙하가 없었으며, 공룡을 포함한 다양한 생물이 고위도 지역에서도 서식했습니다. 백악기 중기(약 9000만 년 전)에는 해수면이 현재보다 약 170~200m 높아, 대륙 면적의 상당 부분이 얕은 바다로 덮였습니다.

6600만 년 전, 직경 약 10~15km의 소행성이 현재 멕시코 유카탄반도에 충돌하여 칙술루브 충돌구(Chicxulub crater)를 형성했습니다. 이 충돌은 대규모 쓰나미, 산불, 산성비, 수개월간의 암흑(대기 중 분진에 의한 태양광 차단), 급격한 한랭화, 이후의 온실 온난화 등 연쇄적 환경 재앙을 유발했습니다. 동시기 인도의 데칸 트랩(Deccan Traps) 대규모 현무암 분출도 환경 악화에 기여한 것으로 보입니다.

이 멸종으로 비조류 공룡 전체, 익룡, 해양 파충류, 암모나이트, 루디스트 이매패류 등이 사라졌으며, 해양 플랑크톤(유공충, 석회편모조류)의 약 90%가 멸종했습니다. 그러나 포유류, 조류, 악어류, 거북, 양서류 등 일부 계통은 살아남아 이후 신생대 생물 다양성의 토대가 되었습니다.

중생대는 대멸종의 폐허에서 생태계가 재건되고, 현생 동식물의 주요 계통이 기원하며, 전례 없는 생물학적 다양성과 거대화가 이루어진 시대입니다. 판게아의 분열은 생물지리학적 격리를 통해 진화적 다양화를 촉진했고, 속씨식물의 등장은 육상 생태계를 근본적으로 변혁했습니다. 중생대에 형성된 퇴적암에는 석유, 석탄, 천연가스 등 중요한 화석연료 자원이 다량 포함되어 있어, 현대 에너지 경제에도 직접적 관련이 있습니다.