스트로마톨라이트 정의
스트로마톨라이트(stromatolite)는 탄산염암에서 관찰되는 엽층리 구조를 가리키는 용어로, 조류가 성장하면서 탄산염암이 퇴적되거나 침전되어 만들어집니다. 스트로마톨라이트는 화석과 퇴적구조의 중간적 성격을 가집니다.
스트로마톨라이트의 구성 물질과 특징
스트로마톨라이트는 마이크론 크기의 필라멘트(사상체) 또는 단세포의 성장형태를 띠는 시아노박테리아로 구성되어 있습니다. 이 필라멘트는 끈적끈적한 점액질의 외피 내에 섬유상으로 존재하며, 이 중 일부만이 생화학적으로 침전된 관상의 골격을 형성합니다. 다른 종류의 시아노박테리아들은 퇴적물 표면에 유기 필름을 생성하여 석회질 진흙을 붙이거나 묶어서 울퉁불퉁한 엽층을 만듭니다.
조류 사상체의 주기적 호층은 밝은 색의 퇴적물이 풍부한 엽층리와 어두운 색의 유기물이 풍부한 엽층리가 교호하는 엽층구조로 이루어집니다. 최종 산물은 평평한 엽층의 조류 매트, 조금 더 복잡한 조류의 성장 구조인 스트로마톨라이트, 혹은 동심원 형태의 구조인 온코이드(oncoid)가 형성됩니다. 그러나 이러한 구조에서 조류가 항상 관찰되는 것은 아니며, 이러한 경우에는 암석의 엽층구조만이 유일한 증거가 됩니다.
만일 엽층리가 평평하게 놓여 있다면 조류 기원의 엽층 퇴적물이라 일컫지만, 엽층리가 수직적으로 굴곡진 형태의 구조를 형성한다면 스트로마톨라이트라 부릅니다. 이러한 스트로마톨라이트는 전체적 형태에 따라 세 가지(1. 횡적으로 연결된 반구상체, 2. 분리되고 수직적으로 쌓인 반구상체, 3. 분리된 반구상체)로 분류할 수 있으며, 각 형태들이 조합된 경우도 존재합니다.
엽층은 일반적으로 스트로마톨라이트 구조의 외형을 따라가거나, 각 구조의 말단에서 끊어지기도 합니다. 각 엽층리는 보통 구조의 중앙 부분에서 가장 두껍고 주변으로 갈수록 얇아집니다. 가장자리에서 늘어지는 형태의 엽층리 구조는 대개 시아노박테리아의 끈적한 표면 때문에 안식각보다 더 가파르게 쌓여 올라갑니다.
조류 엽층리는 탄산염 입자의 표면에 얇은 막을 생성하여 온코이드를 형성할 수 있습니다. 이러한 입자들은 핵 주위에 시아노박테리아가 불규칙하거나 불연속적이거나 동심원상의 엽리 구조를 생성하여 구 또는 타원 형태가 됩니다.
이 입자 표면의 끈적거리는 조류에 미립질의 퇴적물이 들러붙거나, 광합성을 통해 이산화탄소가 소모되면서 아라고나이트가 침전되게 됩니다. 이와 같은 방식으로 입자는 성장하게 되며, 이러한 성장면은 입자의 초기 경계면을 따라 연속적이지 않아서 지속적으로 움직이면서 성장하는 우이드와는 다른 양상을 보입니다. 이러한 방식으로 코팅된 입자는 직경 10 cm에 이르기도 합니다. 큰 온코이드는 약간 평평한 편으로 조류 비스킷으로 불리기도 합니다. 온코이드 입자로 이루어진 암석을 온콜라이트라고 합니다.
생태
시아노박테리아는 지질시대 동안 대부분 개방된 해양, 천해와 조간대 환경에서 서식하였으나 고염수, 또는 드물지만 담수에서 서식하는 종류도 보고된 바 있습니다.
스트로마톨라이트는 대부분 조간대 상부와 조상대 환경에 존재하지만, 조하대에서도 일부 보고되었습니다. 조간대와 조상대의 스트로마톨라이트는 종종 새눈구조, 건열, 증발암과 함께 나타납니다. 스트로마톨라이트의 특징적인 성장형태는 퇴적환경 해석에 이용될 수 있습니다. 횡적으로 연결된 반구상체는 대게 파도가 약한, 바다로부터 분리, 격리된 갯발에 주로 나타납니다. 파도의 침식작용과 그 밖의 상호작용은 스트로마톨라이트 사이에 있는 미생물의 성장을 더디게 하며, 그 결과 노출된 간석지에서는 수직적으로 쌓인 반구상체가 특징적으로 나타납니다. 온코이드는 파도의 영향을 받는 얕은 조간대와 저조위 하부 등 일반적으로 약하거나 중간 정도의 난류가 있는 얕은 조하대 환경에서 형성됩니다.
지질학적 분포 시기
시아노박테리아는 초기 선캄브리아기에 등장하여 현재까지 존재합니다. 스트로마톨라이트는 선캄브리아기에 매우 우세하였으나 현생대 동안 복족류와 같이 스트로마톨라이트를 뜯어먹는 생물이 진화함에 따라 점차적으로 감소하였습니다. 오늘날 스트로마톨라이트는 증발량이 많아 염도가 높기에 복족류와 같은 생물체가 생존하기 어려운 극한 환경에 주로 존재합니다.