◎ 미리생각해보기

사진에 보이는 생물을 실제로 본 적이 있나요? 현시대에 보이지 않는 이 생물에 대해 어떻게 알 수 있었을까요?
사진에 보이는 생물은 삼엽충입니다. 삼엽충은 고생대 캄브리아기에 바다에서 살던 절지동물의 일종입니다. 바닷속에서 쌓인 지층에서 삼엽충 화석을 발견하였으며, 화석을 통해 삼엽충이 살던 시대와 환경 등이 연구되었습니다. 오랜 기간에 걸쳐 형성된 화석은 과거에 살았던 생물과 그 자연환경 등 여러 정보를 담고 있습니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변 지역을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

1. 알지네이트 가루는 약 7g으로 플라스틱통 한통분량, 물은 약 20~25ml로 플라스틱통 4/5분량입니다.

1.종이컵에 알지네이트가루와 물을 넣고, 하드스틱을 이용하여 골고루 섞어 반죽을 만들고 플라스틱통에 옮겨 담습니다.	2.플라스틱통에 손가락을 넣고 알지네이트 반죽이 굳을 때까지 기다려 반죽이 굳으면 손가락을 빼줍니다. (주의! 알지네이트 반죽이 빨리 굳으므로 플라스틱통에 옮겨 담을 때 너무 오랜 시간이 걸리지 않도록 주의해주세요.)

5.9자핀이 손가락의 가운데 올 수 있도록 넣고 클립의 양 끝을 접어 플라스틱통에 고정될 수 있게 해줍니다.	6.용액이 굳을 수 있도록 충분한 시간이 지난뒤 꺼내 어두운 곳에서 야광이 되는지 확인합니다.(약 15분 소요)

◎ 실험방법

3.종이컵에 경화제(5ml)와 액화수지(5ml), 축광가루(0.2g)를 골고루 섞어 알지네이트 틀에 부어줍니다. (주의! 축광가루를 먼저 넣은 후 경화제와 액화수지를 넣고 섞어주세요.)	4.클립을 펼쳐주고 1/3을 접은 9자핀을 걸어줍니다.

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

◎ 실험결과 및 생각해보기

몰드(mold)와 캐스트(cast)는 각각 무엇을 말하는 것일까요?

⇒ 흔히 몰드를 붕어빵 틀에, 캐스트를 붕어빵에 비유합니다. 몰드는 생물의 모습과 같은 형태의 빈 공간이 남은 지층을 말하고, 캐스트는 빈 공간에 다른 물질이 채워져 단단하게 굳은 것을 말합니다. 우리가 만든 손가락 화석에서는 알지네이트 틀이 몰드, 액화수지와 경화제를 이용한 손가락 모형이 캐스트입니다.

2. 화석이 만들어지는데 필요한 시간은 얼마나 될까요?

⇒ 우리가 만든 손가락화석은 단시간에 굳었지만 특수한 용액을 섞어 사용한 것입니다. 실제 화석은 만들어지기까지 상당히 오랜시간이 소요됩니다. 생물이 지층에 파묻히고 굳어진 후 다른 광물질로 치환되거나 교체되는 등 화석화 작용이 필요하기 때문입니다.

3. 우리가 만든 손가락화석에는 축광가루가 섞여있어 야광이 됩니다. 자연에서 밤에 빛을 내는 동·식물에는 어떤 것이 있을까요?

⇒ 반딧불이와 귀신버섯을 예로들 수 있습니다. 반딧불이가 빛을 내는 것과 귀신버섯이 빛을 내는 것은 같은 원리입니다. 루시페린의 화합물과 루시페라아제의 화학적 혼합으로 발광하는 것입니다. 귀신버섯의 경우는 산소와 물이 공급되면 24시간 내내 빛을 발할 수 있다고 합니다. 이 외에 옛날에는 사람이 죽으면 사람의 인성분이 대기중에서 발화하는 현상을 보고 ‘도깨비불’이라고 칭하기도 했습니다. 요즘은 옛날과 장례형식이 많이 다르기 때문에 보기 어렵습니다.

◎ 원리이해

화석(Ⓢ)

지층이나 암석에 특정 지질 시대에 살던 생물의 유해나 흔적이 남아 있는 것을 화석이라고 합니다. 대부분의 생물이 죽으면 다른 동물에게 먹히거나 박테리아의 분해 작용으로 사라져 버리기 때문에 일부 생물만 화석으로 남을 수 있습니다.

2. 화석이 되기 위한 조건(Ⓢ)

생물이 화석이 되기 위해서는 퇴적물 속에 신속하게 매몰되어야 합니다. 다른 동물이나 박테리아로부터 보호될 수 있기 때문입니다. 또, 생물체에 단단한 부분이 있어야 하는데 이는 생물체의 연한 부분보다 뼈나 조개껍데기와 같이 단단한 부분이 오래 남아 있을 수 있어 화석이 되기 쉽기 때문입니다.

⇒ 지질시대에 살았던 생물의 유해나 몸체가 남아있다면 화석이라고 할 수 있습니다. 반드시 돌로 변해야 화석이 되는 것은 아닙니다. 또, 생물의 흔적만 남아있는 것도 화석이라고 할 수 있는데 공룡이 걸어간 발자국이나 벌레가 기어간 자국도 모두 화석입니다.

3. 화석의 종류(Ⓢ)

① 체화석 : 동식물의 일부 또는 그 전체, 그 흔적이 퇴적되어 화석이 된 것을 말합니다.

② 흔적화석 : 공룡의 발자국 혹은 벌레가 기어간 자국이 나타나는 경우를 말합니다.

③ 시상화석 : 특정한 환경에서만 서식하던 생물의 화석이 나타나면 생물이 살던 지질시대의 자연환경이 어떠했는지 알려주는 것을 말합니다.

④ 표준화석 : 특정 지질시대에만 살았던 생물이 화석으로 발견되는 경우를 말합니다. 이런 화석이 발견되면 지층이 쌓였던 지질시대를 알 수 있습니다.

4. 화석연대측정법(Ⓢ,Ⓜ)

화석의 연대를 결정하는 것을 말하는데, 화석 등을 바탕으로 지질시대 구분을 결정하거나 대비하는 기초 자료로서 중요합니다. 기본적으로 지층연대결정과 같은 방법이 이용되고 있지만, 특히 화석에 적용되어 실제로 사용하고 있는 방법은 다음과 같습니다.

① 방사성탄소([eqn: {} ^{14}]C)법 : 자연계에 [eqn: {} ^{14}]C는 미량으로 존재하며 탄산가스의 형태로 대기에 섞여있습니다. 생물체의 탄소는 대기중의 CO[eqn: {} _{2}]에 유래하지만 그 생물이 사망하면 CO[eqn: {} _{2}]의 보급은 멈추고, [eqn: {} ^{14}]C는 일정한 속도로 붕괴하여 [eqn: {} ^{14}]N으로 바뀝니다. 화석의 뼈, 송곳니 등의 [eqn: {} ^{14}]C량을 측정함으로써 그 생물이 죽은 후 경과한 연월을 알 수 있습니다. 하지만 이 방법은 5만년 전까지 밖에 사용할 수 없다는 단점이 있습니다.

② 불소법 : 살아있는 동물의 뼈에는 불소(F)가 거의 없지만 지하수에는 미량으로 F이온이 존재합니다. 흙속에 뼈가 있으면 F이온은 뼈의 인회석의 수산이온과 치환하여 결정 내로 도입됩니다. 지질·기후조건이 같은 장소에서 출토한 몇 개뼈의 F량 분석으로 이들의 상대년대의 추정이 가능하게 됩니다.

학습목표

화석이 만들어지는 원리에 대해 이해하고 손가락화석을 만들어봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

사진에 보이는 생물을 실제로 본 적이 있나요? 현시대에 보이지 않는 이 생물에 대해 어떻게 알 수 있었을까요?

◎ 미리생각해보기

알지네이트, 액화수지, 경화제, 종이컵 2개, 플라스틱 통 1개, 9자핀 1개, 핸드폰줄 1개, 축광가루, 스포이트 2개, 클립 1개, 하드스틱 1개

(직접 준비해주세요: 물)

◎ 실험준비물

1. 몰드(mold)와 캐스트(cast)는 각각 무엇을 말하는 것일까요?

2. 화석이 만들어지는데 필요한 시간은 얼마나 될까요?

3. 우리가 만든 손가락화석에는 축광가루가 섞여있어 야광이 됩니다. 자연에서 밤에 빛을 내는 동·식물에는 어떤 것이 있을까요?

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점