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우리가 살고있는 지구를 이해못하고 과연 인간이 영원한 삶을 누릴 수 있을까? 지구가 탄생한 이래 오늘날까지 생존해온 생물의 역사를 더듬어 보면 그 엄청나게 많은 종류에 깜짝 놀랄 것이다. 그들을 한 종류씩만 모아 놓아도 아마도 지구 땅덩어리만 할 것이라고 한다. 그러나 이들은 모두 얼마 살지 못하고 어느새 멸망하고 말았다. 1억년을 전후한 기간동안 크게 번영을 누렸던 공룡도 결국은 멸망하고 말았다. 그 이유는 단적으로 지구를 이해할만한 두뇌가 공룡에게는 없었기 때문이다. 따라서 지구를 제대로 아는 것은 인류의 생존을 위해서도 필수불가결한 일이라 하겠다.

●―스승의 눈의 띈 화석채집 의욕
 

지구는 고체, 액체 그리고 기체로 되어 있는데 이와 같은 지구를 연구하는 학문이 지구과학이다. 나는 고체지구 연구중에서 지질시대(지금으로부터 1만년 전부터 지구가 생긴 약 45억년전까지를 말함)에 지구에서 생존한 일이 있는 생물에 대한 공부를 하였으니 이 부분을 중심으로 이야기를 하기로 한다.
 

내가 대학 1학년때였다. 첫 지질학 야외실습으로 화석채집을 갔다. 그 장소는 많은 바다 조개류의 화석이 산출되는 곳으로 유명했다. 나는 정신없이 그 아름다운 화석들을 표본자루에다 채집해 담았다. 채집된 화석이 아마도 한가마는 되었으리라. 동료 일본인 학생들은 이런 나를 보고 좀 돌지 않았느냐고 물었다. 그 많은 조개화석을 가져다 국이라도 끓여 먹으려 하느냐는 야유조였다.
 

나는 그 무거운 화석을 짊어지고 와 나에게 배당된 실험대위에 쌓아 놓았다. 어느날 고생물학을 가르치는 교수가 학생 실험실을 돌아보다가 내 책상에 산더미처럼 쌓여있는 화석더미를 보고 깜짝 놀라면서 누구의 채집품이냐고 묻는 것이었다. 그리고 이것들을 모두 자기방으로 가져오라 하면서 자네는 고생물학자가 될 소질이 풍부하다고 칭찬을 하였다. 그 교수는 내 채집품을 세밀히 살피다가 사슴의 이빨 화석이 조개화석 사이에 끼어 산출되는 것을 발견하고 그것을 바탕으로 큰 논문을 쓴 일이 있었다.
 

이 교수는 일본에서는 물론 세계적으로도 이름이 있는 고생물학자였다. 그 분이 쓴 책중에 중학생들을 상대로 쓴 '화석이야기'란 것이 있는데 중학교 다닐 때 흥미있게 읽었기 때문에 이 선생님의 이름을 어렸을 때부터 알고 있었다. 이런 훌륭한 교수밑에서 공부하기를 원한 것이 아마 내가 지구과학의 한 분야인 고생물학을 공부하게 된 계기가 된 것같다.

●―지하자원 개발에 결정적 역할
 

화약발명으로 일확천금을 한 스웨덴의 화학자 알프레드 노벨이 유언으로 세계의 평화, 물리, 화학, 의학 및 문학부분에서 공적이 뛰어난 학자들을 표창하는 기금을 내놓은 것이 오늘의 노벨상이다. 그러나 노벨상 수상 부문에 지구과학 특히 지질학 분야가 빠져있다. 그것은 노벨상이 제정될 당시만 하더라도 지구과학의 연구가 그리 활발하지 못 하였고 또 세계의 눈을 끌만한 연구업적도 없었기 때문이었던 것으로 보인다.

아마도 노벨상 제도가 근년에 생겼다면 그 수상부문의 양상은 좀 달라졌을 것이다. 아뭏든 지질학이란 어떤 학문인지 알아보기로 하자.
 

지하자원의 개발과 지질학의 발달은 서로 끊을 수 없는 관계를 맺고 있다. 인류의 에너지원인 석유나 석탄의 개발에 있어서 지질학은 절대적인 역할을 해왔다. 만일 지질학이 오늘날처럼 발전하지 않았더라면 깊은 바다밑에서 석유를 캐낼 수 있었을까? 석유과 석탄이 없는 인류사회는 생각만 해도 암담하다. 특히 석유를 바다밑에서 찾아내는데 지구물리학적 지질학의 지식이나 고생물학적 연구가 뒤따르지 못한다면 그 일은 거의 불가능할 것이다.
 

근래에 와서는 지질학의 한 분과인 지질학적 방법으로 인류에 큰 재난을 주는 화산의 폭발이나 큰 지진과 같은 재해를 예측하고 그 피해를 막을 수 있게 되었다. 일본에서 최근에 발생한 화산폭발도 지진탐사로 미리 알았기 때문에 국민들을 대피시켜 피해를 방지할 수 있었다. 지구물리학은 지구과학의 한 부분이지만 그 연구방법은 물리학적이므로 물리학의 지식이 절대적이다.
 

지구를 만드는 물질이 어떤 것인가를 알기 위하여는 지구화학적 지식이 또한 필요하다. 인류의 복지사회를 건설하는데 필요한 지하자원을 탐사하는데 지구화학은 지구물리학 못지않게 필요불가결하다.

●―「베게너」의 대륙이동설
 

한편 최근에 밝혀지기 시작한 것으로서 대륙이 움직이고 이것이 마치 물위로 얼음덩어리가 떠다니는 것처럼 지각 밑에 있는 맨틀 위를 천천히 이동한다는 사실은 유체역학이나 열역학적 지식없이는 도저히 이해하기 어려운 것이다. 육지가 움직이고 이동한다는 이야기를 처음으로 한 사람은 독일의 알프레드 베게너(A. Wegener)이다.
 

그는 기상학자였는데 당시의 학자들은 딱딱한 지각이 움직인다는 새로운 주장을 내세운 베게너를 좀 머리가 돈 사람으로 취급하여 상대조차 하지 않았다고 한다. 그는 세계지도에서 각 대륙들의 윤곽을 살펴보다가 새로운 착상을 얻었다. 우선 아프리카의 동해안에 남아메리카의 서해안을 끌어다 맞춰보면 잘 들어맞는다는데 유의하였다. 그래서 모든 대륙들을 가위로 오려서 한데 모았더니 한덩어리의 큰 대륙이 되었다. 이와 같은 대륙을 판게아대륙이라고 한다. 이것이 점점 갈라져서 오늘의 육해분포를 이루게 되었다는 것이다. 베게너야말로 노벨상수상감이라 할 만하다. 이러한 학설이 나오게 된 것은 지질학적 고생물학적 증거를 토대로 한 것이지만 이것을 결정적으로 입증할 수 있었던 것은 지구물리학적 지식의 발달 결과였다.
 

지질학은 다른 과학보다도 그 연구분야가 광범하며 물리학 화학 그리고 생물학을 기초로 하는 기초과학이라 할 수 있다. 최근에는 컴퓨터과학의 영향으로 컴퓨터지질학이 발달하고 있기도 하다. 지질학은 기초과학이지만 실생활에 요긴하게 응용되기도 한다.

한두가지 예를 들어보자. 수년전에 영국 케임브리지 대학의 지질학과를 방문한 일이 있는데, 그곳 고생물학 연구실에서 4~5억년 전에 바다에서 번식하였던 삼엽충의 눈에 관한 연구에만 일생을 바치고 있는 노교수를 만나게 되었다. 삼엽충의 눈은 대다수의 곤충의 눈과 같은 복안으로 되어 있다. 삼엽충 가운데는 모래나 뻘속에 파고 들어가 생활하는 종류가 있으며 이들의 눈은 약간의 빛으로도 사물을 분간할 수 있을 정도로 발달되어 있다고 한다. 따라서 그들의 복안의 구조를 연구하여 카메라의 광도기를 개발한다는 것이다.
 

그 사람은 교수직은 캐임브리지대학에 두고 있지만 연구비는 주로 독일의 라이쯔회사에서 지급받고 있다고 전했다. 그러면서 한국에는 고생대 초반에 쌓인 지층중에서 삼엽충 화석이 많이 산출되는 것으로 알고 있는데 제발 그 가운데서 복안이 잘 발달된 종류의 삼엽충 화석 하나만 보내달라는 부탁까지 받은 일이 있었다.
 

또 다른 예로서 어떤 고생물학자는 현미경으로 아주 작은 화석을 관찰하다가 그들이 갖고 있는 아름다운 무늬나 구조 조직 등은 연구하여 이로부터 얻은 아이디어를 직물의 무늬에 응용하는 연구를 하고 있다.

●―미지의 세계를 찾아서
 

지구의 육지에는 아직 사람의 발길이 닿지 않은 곳이 적지 않다. 특히 아프리카나 남아메리카 또는 남극대륙과 같은데가 그렇다. 이러한 지역의 지질조사를 통해 우리는 새로운 지질학적 사실을 발견할 수 있다. 지금은 옛날과 달라서 사람들은 어디든지 자기가 가고 싶은 곳에 갈수 있기 때문에 새로운 지질학적 사실들을 풍부하게 간직한 미지의 지역은 착착 그 그 비밀의 문을 열고 있다.
 

지질학자들이 지구의 나이를 45억년이라고 하지만 아직도 45억년전에 만들어진 돌을 지구상에서 발견하지는 못하고 있으며 다른 천체에서 지구에 날아든 운석같은 것을 분석하여 그렇게 추측하고 있는 형편이다. 그런데 최근에 아프리카나 그린랜드 등지의 지질조사에서 35억년의 나이를 먹은 돌을 발견하였다. 이런 사실로 미루어 볼 때 앞서 말한 미지의 세계에서 35억년보다 더 오래된 돌을 발견할 가능성이 높다. 이런 곳에서는 새로운 가치있는 지하자원을 찾아낼 수도 있을 것이다. 서구사람들이 혈안이 되어 이런 곳을 찾는 이유도 여기에 있다.
 

세계적으로 유명한 남아프리카 킨버레이 다이아몬드 광산도 이런 사람들이 우연히 찾아낸 것이다. 이런 광산 탐험가들이 이곳 저곳을 헤매던 어느날, 남아프리카의 작은 촌락에서 어린애가 가지고 놀던 돌이 진짜 다이아몬드의 결정인 것을 알고는 온통 눈이 뒤집혀 그 원천지를 찾기에 혈안이 되었다. 이 지역의 지질은 온통 검은색깔의 심성암(深成岩)인 감람암이란 암석으로 되어 있었다. 이 암석이 바로 다이아몬드의 모암(母岩)이었던 것.
 

지표에 노출된 이 암석은 풍화되어 뻘건 점토층을 이루었으며 다이아몬드의 결정 알맹이는 그대로 남아 있었다. 사람들은 이 뻘건 진흙을 물에 걸러서 다이아몬드를 건져냈다. 한때 이 지역의 닭똥이 엄청난 값으로 팔렸다는 이야기도 있다. 그것은 닭의 배설물속에서 종종 다이아몬드가 발견됐기 때문이었다.
 

그러나 이제 육지의 지질조사는 거의 끝났다고 할만큼 이루어졌다. 사람들의 눈길은 바야흐로 바다로 쏠리고 있다.

●―무한한 자원의 보고, 바다
 

바다는 지구의 표면적의 71%나 차지하고 있고 이곳에는 무한한 광물자원과 지질학의 신비가 묻혀 있을 것이다. 인류가 바다밑에 관심을 두기 시작한 것은 그리 오랜 이야기가 아니다. 최근에 해양지질학의 발달로 새로운 사실들이 속속 드러나고 있다. 바다밑에도 거대한 해저산맥이 있으며 그 정상부는 갈라져 협곡을 형성하고 있고 여기서 새로운 물질(현무암)이 계속 흘러나와 굳어져 새로운 지층을 형성한다. 또 이것은 맨틀 위를 표류하여 대륙밑을 파고 들어 간다는 사실 등이 밝혀졌다.
 

또한 바다에는 엄청난 자원이 깔려있다는 사실도 알게 되었다. 대륙붕의 석유탐사로 육지에서 발견된 것보다 훨씬 규모가 큰 유전이 속속 발견되었고 장차 과학의 발달로 더 깊은 바다밑의 유전도 발견될 날이 멀지 않았다고 보인다.
 

바다 밑에는 여러가지 광물자원이 존재한다. 모래에 섞여있는 주석(錫), 다이아몬드, 금 등이 현재 채굴되고 있다. 또 대륙붕이나 대륙붕 사면에 깔려 있는 인회석(燐灰石)은 장차 육상의 인회석 광물이 바닥날 때를 대비해서 그 채굴이 주목되고 있다.
 

가장 흥미있는 해저광물 자원은 깊은 바다밑(1천~6천9백m)에 널리 깔려있는 망간이다. 특히 태평양의 해저1천8백m에서 5천4백m의 지점에서 이것이 많이 산출된다. 이들은 단괴(団塊) 상태로 산출되는데, 이를 분석하여 보면 망간과 함께 구리 코발트 등도 함유되어 있다. 이와 같은 심해저 망간단괴 광상도 최근에 개발된 심해저용 카메라와 심해저 잠수함 등의 이용을 통해 발견된 것이다.
 

바다밑의 망간의 매장량은 지금까지 알려진 것만 해도 무려 9백억t에 달하고 있으며 아마도 전세계의 바다밑에는 3천내지 4천억t 이상의 망간이 매장돼 있을 것으로 추측된다. 이 정도의 양이라면 앞으로 인간이 1천년이상 쓸 수 있을 것이다.
 

그밖에도 해중에는 우라늄이 녹아있다. 우라늄은 해수 1ℓ당 3㎎이상이 함유되어 있다. 그러므로 전 해수중에는 약 40억t 이상이나 되는 우라늄이 존재하는 셈이다. 이외에도 많은 종류의 광물자원이 바다밑에 깔려 있으니 앞으로 지질학자들이 해야할 일은 무진장하다고 말할 수 있다.

아직도 우리들은 우리나라 육지의 30% 정도 면적에 대하여 지질조사를 시행하지 못 하고 있는 실정이다. 그러니까 삼면이 바다고 둘러싸여 있는 우리나라 주변의 얕은 바다(1백m 미만의)밑도 모르고 있음은 어쩌면 당연한 일일지도 모른다.
 

이미 많은 사람들에게 알려져 있고 또 큰 관심거리로 주목되고 있는 것이 남극탐사이다. 우리나라가 1986년에 세계에서 33번째로 남극조약 가입국이 된 것은 실로 가슴 뿌듯한 일이라 아니할 수 없다. 1987년 8월 28일에 이미 한국남극과학위원회가 창립되었다. 이때에 국제 남극심포지움도 개최되었다. 얼마 전의 TV 뉴스에서도 우리의 남극기지 건설에 필요한 자재를 가득 실은 3만4천t급 남극개척호가 남아메리카 남단에 있는 칠레의 발파라이소항구에서 남극행 최종점검을 하고 있으며 곧 현지로 출발할 것이라는 소식을 전해주었다. 기지는 킹 조지섬 바톤반도의 남위 62˚13′15″ 서경 58˚45′10″ 지점에 건설된다.
 

기지건설후에 하여야 할 일은 실로 많다. 그러나 제일 먼저 해야 할 일은 그곳의 지질조사일 것이다. 아마도 수명의 지질전문가가 파견되어 그 일을 담당하게 될 것이다.

●―학계와 현장에 폭넓은 진로
 

현재 우리나라에는 지질학 분야에 속하는 학회가 5개 있다. 대한지질학회, 광산지질학회, 한국고생물학회 그리고 최근에 창립된 제4기학회와 한국광물학회 등이 바로 그것이다. 대한지질학회는 벌써 45년의 역사를 지니고 있으며 학회원 수는 1천명에 달하고 있다. 또한 광산지질학회가 20년 역사에 회원 5백여명을 가지고 있으며 고생물학회는 5년 역사에 약 2백50명의 회원을 가지고 있다. 제4기학회는 3년전 창립되어 현재 1백여명의 회원이 있으며 광물학회는 창립된지 얼마 안되어 현재 1백수십명의 회원을 가지고 있다.
 

우리나라에서 지질학과가 설치된 대학은 10군데이며 매년 3백여명의 지질학자가 배출되고 있다. 이들은 상당수가 졸업후에 국내외 대학원으로 진학해 깊이있는 학문세계를 개척해 나가고 있으며 장차 우리 지질학계를 짊어지고 나가게 될 것이다. 그리고 이들은 대학 교수로, 연구소의 연구원으로 그리고 정부기관에서 활발히 활동하고 있다.
 

앞으로 우리나라에도 구미 선진국과 같이 자연사박물관이 다수 건립될 것이며 이 박물관에는 많은 지질학자 특히 고생물학자들이 일할 자리가 얼마든지 있을 전망이다. 영국의 자연사박물관에 8백50명이나 되는 연구원들이 여러 분야에서 일하고 있음은 좋은 예이다.
 

그밖에 우리나라에는 많은 지질용역회사가 있어 지하수개발, 토목·건축공사 기반조사, 원자력 발전소 기반조사, 댐이나 중요 건축물 입지조사, 광산조사 등을 담당하고 있다.
 

한편 해외로의 진출의 길도 활짝 열려있다. 현재 우리 건설회사나 큰 석유관계 회사에서는 해외 진출을 기도하고 있다. 이런 곳에서 지질학자들은 무한한 일터를 얻을 수 있을 것이다. 만일 이런 큰 해외 건설이 지질조사 없이 또는 소홀히 이루어졌을 경우 예기치 않은 사고로 큰 손해를 입을 우려가 있다. 최근 말레이지아에서는 고속도로 건설시 기반조사의 잘못으로 큰 손해를 본 일이 있다. 그만큼 지질학의 중요성은 곳곳에서 드러나고 있는 셈이다.