트라이아스기

독일의 소금 광산 기술자이자 지질학자였던 프리드리히 아우구스트 폰 알베르티는 1834년 저서 Beitrag zu einer Monographie des Bunten Sandsteins, Muschelkalks und Keupers, und die Verbindung dieser Gebilde zu einer Formation에서 '트리아스(Trias)'라는 명칭을 처음 사용했습니다. 그는 중부 유럽 게르만 분지에서 나타나는 세 가지 특징적인 퇴적암층의 통일성을 인식했습니다: 분트잔트슈타인(Buntsandstein, "잡색 사암", 주로 대륙성 적색층), 무셸칼크(Muschelkalk, "조개 석회암", 천해성 탄산염암 및 증발암), 코이퍼(Keuper, 대륙성 이회암 및 쇄설성 퇴적물). 알베르티의 삼분 층서는 현대의 하부·중부·상부 트라이아스기 구분에 대략 대응합니다. 'Trias'는 이후 영어로 'Triassic'으로 변환되었습니다.

이후 연구자들은 알프스 지역의 해양 무척추동물 화석을 게르만 분지 지층과 대비했습니다. 19세기 후반부터 주로 오스트리아 알프스에서 작업한 지질학자들이 전 세계적 표준 해양 단계를 확립했습니다. 현재 ICS가 인정하는 절(Stage)은 오래된 순서로 인두안(Induan)과 올레네키안(Olenekian, 전기 트라이아스기), 아니시안(Anisian)과 라디니안(Ladinian, 중기 트라이아스기), 카르니안(Carnian), 노리안(Norian), 라에티안(Rhaetian, 후기 트라이아스기)입니다. ICS 연대표(v2024/12) 기준, 세 개 절(인두안, 라디니안, 카르니안)은 GSSP가 비준되었고, 네 개 절(올레네키안, 아니시안, 노리안, 라에티안)은 아직 공식 경계 층서형이 비준되지 않았습니다.

트라이아스기의 기저(= 인두안절의 기저 = 중생대의 기저)는 중국 저장성 창싱현 메이산 D 단면(Meishan Section D)의 GSSP로 정의됩니다. 경계 표지는 코노돈트 Hindeodus parvus의 최초 출현 시점(FAD)으로, Bed 27c의 기저에 해당합니다. 이 GSSP는 2001년 3월 IUGS에 의해 비준되었으며, 절대 연대는 2억 5190만 2000 ± 2만 4000년 전입니다.

트라이아스기의 상한(= 쥐라기의 기저 = 헤탕지안절의 기저)은 오스트리아 티롤 카르벤델산맥 쿠요흐 단면(Kuhjoch section)의 GSSP로 정의됩니다. 경계 표지는 암모나이트 Psiloceras spelae tirolicum의 FAD입니다. 이 GSSP는 2010년 4월 비준되었고 2011년에 공식 제막식이 열렸습니다. 절대 연대는 약 2억 140만 ± 20만 년 전입니다.

트라이아스기는 ICS 국제 연대층서표(v2024/12)에 따라 세 개의 세(Epoch/Series)와 일곱 개의 절(Age/Stage)로 세분됩니다:

• 전기 트라이아스기(하부 트라이아스기): 인두안(251.902–249.9 Ma), 올레네키안(249.9–246.7 Ma)
• 중기 트라이아스기: 아니시안(246.7–241.464 Ma), 라디니안(241.464–237.0 Ma)
• 후기 트라이아스기(상부 트라이아스기): 카르니안(237.0–227.3 Ma), 노리안(227.3–205.7 Ma), 라에티안(205.7–201.4 Ma)

노리안은 약 2160만 년에 걸쳐 트라이아스기에서 가장 긴 절입니다.

트라이아스기는 지구 역사상 가장 심각한 대멸종인 페름기–트라이아스기 멸종 사건("대죽음")의 직후에 시작되었습니다. 여러 추정에 따르면 해양 종의 약 81%, 육상 척추동물 종의 약 70%, 생물 과(科)의 약 57%, 속(屬)의 약 83%가 사라졌습니다. 주요 원인은 약 2억 5200만 년 전 현재의 시베리아 지역에서 분출한 대규모 화성암 활동인 시베리아 트랩으로 널리 인정되고 있습니다. 막대한 양의 CO₂, SO₂ 및 기타 휘발성 물질이 방출되어 급격한 지구 온난화, 해양 산성화, 해양 무산소화, 오존층 파괴, 산성비 등이 초래되었습니다.

생태계 회복은 느리고 점진적이었습니다. 일부 연구에 따르면 회복에 약 500만~1000만 년이 소요되어 중기 트라이아스기(아니시안)에 이르러서야 해양과 육상 생태계가 멸종 이전 수준의 생태적 복잡성을 회복했습니다. 전기 트라이아스기 생태계는 낮은 생물 다양성, 기회주의적 종(이매패류 Claraia, 수궁류 Lystrosaurus 등 이른바 "재해 분류군")의 우점, 여러 차례의 회복과 후퇴 국면으로 특징지어졌습니다.

트라이아스기 동안 지구의 대륙은 적도를 가로지르는 초대륙 판게아로 합쳐져 있었습니다. 단일 세계 대양 판탈라사(Panthalassa)가 판게아를 둘러싸고, 테티스 해(Tethys Ocean)가 동쪽에서 남유럽/북아프리카와 중앙~동아시아 사이에 큰 만(灣)을 형성했습니다.

판게아는 중기에서 후기 트라이아스기에 갈라지기 시작했습니다. 최초의 열곡 작용은 훗날의 북아메리카와 아프리카를 분리시키며 중앙 대서양의 초기 개열을 나타냈습니다. 테티스 해의 발산형 판 경계에서의 해저 확장도 로라시아(북부)와 곤드와나(남부)의 분리를 촉진했습니다. 그러나 본격적인 대륙 분산은 쥐라기와 백악기에 이르러서야 이루어졌습니다. 열곡 작용은 광범위한 화성 활동을 동반하여 북아메리카 동부의 뉴어크 분지 열곡군과 팰리세이즈 암상(sill) 등의 지형을 형성했습니다.

트라이아스기는 지구 역사상 가장 더운 시기 중 하나였습니다. 양극 모두에 빙하가 존재하지 않았습니다. 판게아 내륙부는 극심한 건조 환경으로 광대한 사막이 펼쳐졌으며(이 시기의 풍성 사암이 전 세계에 넓게 분포), 해안 지역에서는 대륙과 해양의 차등 가열에 의한 계절풍(몬순)이 지배적이었습니다. 적도와 극지방 사이의 온도 기울기는 현재보다 훨씬 완만했습니다.

판게아의 북부 및 남부 고위도 지역은 상대적으로 습윤하여 석탄 형성 습지 환경을 유지했습니다. 이 고위도 지역의 석탄층과 대형 양서류 화석의 존재는 내륙부에 비해 더 습한 조건을 나타냅니다. 대륙 고도에 비해 해수면이 일반적으로 낮아 대규모 대륙붕 해(淺海)의 발달이 제한적이었습니다.

후기 트라이아스기에 판게아가 분열하기 시작하면서 해안선 길이와 해양의 영향이 증가하여 기후는 점차 습윤한 방향으로 변했습니다. 카르니안 다우 에피소드(Carnian Pluvial Episode, 약 2억 3400만~2억 3200만 년 전)는 화산 활동과 연계된 것으로 추정되는 강수량 증가 시기로, 주요 생물 교대와 관련이 있는 것으로 인정됩니다.

식물: 트라이아스기 식생은 겉씨식물(나자식물)이 지배했습니다. 현생 침엽수과, 소철류, 소철양치류(베네티탈레스), 은행나무류가 번성했습니다. 남반구에서는 종자양치 Dicroidium이 전기·중기 트라이아스기 식물상을 지배했습니다. 후기 트라이아스기 말에 이르면 침엽수-소철류 식생이 전 세계적으로 퍼졌습니다. 양치류(삼투압양치과, 쌍선양치과 등)는 습한 서식지에서 흔했습니다. 트라이아스기에는 속씨식물(피자식물)이 아직 존재하지 않았습니다.

주룡류와 공룡의 등장: 트라이아스기는 종종 "공룡의 여명기"로 묘사되지만, 대부분의 기간 동안 대형 육상 동물의 지배자는 비공룡 주룡류, 특히 의악류(pseudosuchia, 악어 계통 주룡류)였습니다. 이들에는 다음이 포함됩니다:

• 라우이수쿠스류: 대형, 주로 사족 보행의 정점 포식자로 일부는 체장 6m를 초과했습니다(예: Postosuchus, Saurosuchus).
• 피토사우루스류: 외형상 악어와 유사한 반수생 포식자로, 이후 악어류가 차지할 생태적 지위를 점유했습니다.
• 아에토사우루스류: 중갑을 두른 초식 또는 잡식성 의악류.

최초의 확실한 공룡은 후기 트라이아스기 카르니안절에, 약 2억 3100만 년 전에 출현했습니다. 가장 중요한 초기 공룡 화석 산지는 아르헨티나 북서부의 이스치구알라스토층(Ischigualasto Formation)으로, 양대 공룡 분기군인 용반목(초기 수각류 Herrerasaurus와 Eoraptor, 초기 용각형류 포함)과 조반목의 대표들이 산출됩니다. 고정밀 U–Pb 연대 측정(Marsicano et al., 2015)에 의해 공룡형류(dinosauriform) 우점 군집(차냐레스층, 약 2억 3400만~2억 3600만 년 전)에서 공룡 함유 군집으로의 전환이 지질학적으로 짧은 기간 내에 이루어졌음이 확인되었습니다. 주목할 점은, 후기 트라이아스기 공룡은 대체로 소형(체장 1~3m)의 이족 보행, 빠른 달리기에 적합한 동물이었으며 아직 생태적 지배자가 아니었다는 것입니다.

다른 잘 알려진 트라이아스기 공룡으로는 북아메리카 후기 트라이아스기의 소형 수각류 코엘로피시스(Coelophysis)와 유럽 후기 트라이아스기의 초기 용각형류 플라테오사우루스(Plateosaurus)(체장 최대 10m, 최초의 대형 공룡 중 하나)가 있습니다.

포유형류: 최초의 포유형류(포유류와 가장 가까운 친척들)는 후기 트라이아스기, 약 2억 2500만 년 전에 출현했습니다. 이들은 소형으로, 야행성 식충동물이었을 가능성이 높습니다. 예로는 Morganucodon과 Adelobasileus가 있습니다.

익룡: 최초의 익룡은 후기 트라이아스기 약 2억 2800만 년 전(노리안절)에 출현했습니다. Eudimorphodon 같은 초기 익룡은 동력 비행이 가능한 최초의 척추동물이었습니다.

기타 그룹: 트라이아스기에는 진정한 악어형류, 도마뱀형류(도마뱀과 뱀의 계통), 그리고 초기 거북류(예: Proganochelys, 노리안절)의 최초 출현도 기록되어 있습니다.

해양 생태계는 트라이아스기 동안 극적인 재편을 겪었습니다. 페름기–트라이아스기 멸종 이후 해양 무척추동물 군집의 회복은 점진적이었습니다. 현대형 경산호(석산호)가 처음 출현하여 소규모 산호초를 형성하기 시작했지만, 대규모 산호초 생태계는 중기~후기 트라이아스기에 이르러서야 본격적으로 회복되었습니다.

해양 파충류가 크게 다양화했습니다. 어룡(Ichthyosauria)은 전기 트라이아스기에 최초로 출현하여 빠르게 다양한 체형과 생태로 분화했으며, 일부는 이 시대 최대의 해양 포식자가 되었습니다. 노토사우루스류와 플라코돈트류는 중기 트라이아스기의 또 다른 주요 해양 파충류 그룹이었습니다.

무척추동물 중에서는 암모나이트(특히 세라타이트 암모나이트), 코노돈트, 이매패류가 트라이아스기 해양 동물상의 중요한 구성 요소였습니다. 트라이아스기는 코노돈트가 존재한 마지막 시기로, 이들은 트라이아스기 말에 멸종했습니다.

트라이아스기 말 대멸종(트라이아스기–쥐라기 멸종)은 약 2억 140만 년 전에 발생했으며 지구 역사상 "5대 대멸종" 중 하나입니다. 전체 종의 약 76%, 해양 속(屬)의 약 23~34%, 해양 과(科)의 약 20%가 소멸했습니다. 육상에서는 공룡·악어형류·익룡을 제외한 모든 주룡형류 파충류가 제거되었으며, 여기에는 라우이수쿠스류, 피토사우루스류, 아에토사우루스류가 포함됩니다.

주요 원인은 알려진 최대 규모의 대규모 화성암 활동 중 하나인 중앙대서양 마그마 활동대(CAMP)의 대규모 화산 분출로 널리 인정됩니다. CAMP 화산 활동은 판게아가 갈라지면서 발생했으며, 추정 약 1100만 km²에 달하는 막대한 양의 현무암질 용암을 생성하고 대기 중에 방대한 CO₂와 SO₂를 방출했습니다. 최근의 고정밀 지질연대학 연구(예: 2024년 PNAS 게재)에서는 CAMP 분출의 맥동이 육상 멸종과 100년 이하의 해상도에서 상관되어 있음이 입증되었습니다. 그 결과 급격한 지구 온난화, 해양 산성화, 해양 무산소화, 탄소 순환 교란 등이 초래되었습니다.

이 멸종은 생태적 공간을 비우고 공룡의 주요 경쟁자들을 제거하여, 생존한 공룡 계통이 이후 쥐라기와 백악기 전반에 걸쳐 다양화하고 생태적 지배력을 확보할 수 있게 했습니다. Sues(2016)가 지적했듯이, "공룡의 시대"는 실질적으로 쥐라기 초기에 본격적으로 시작되었습니다.

트라이아스기는 지구 역사에서 핵심적인 위치를 차지합니다. 이 시기는 기록된 역사상 최대의 대멸종으로부터 생명이 회복한 기간이자, 현대 육상 및 해양 생태계의 토대가 확립된 시기입니다. 공룡, 익룡, 포유형류, 현대 침엽수, 다양한 해양 파충류 계통의 기원이 모두 이 시기에 이루어졌습니다. 판게아의 존재와 그 초기 분열은 전 세계적 기후, 해양 순환, 생물지리학적 양상을 수억 년간 지속될 방식으로 형성했습니다. 시작과 끝 모두 대멸종으로 구분되는 트라이아스기—페름기–트라이아스기 멸종과 트라이아스기 말 멸종—는 대규모 화성암 활동과 기후 변화, 생물 교대 사이의 반복적 상호작용이 지구의 심부(深部) 역사를 특징짓는다는 것을 잘 보여줍니다.