고등학교 2~3학년 (16-18세)

지질 시대와 환경

Geological Time & Environment

지구가 생긴 약 46억 년 전부터 지금까지를 생물의 큰 변화에 따라 선캄브리아 시대, 고생대, 중생대, 신생대로 나눠요. 이 가운데 선캄브리아 시대가 약 88%를 차지하고, 화석이 쏟아져 나오기 시작하는 고생대 이후는 12% 남짓에 불과해요. 고생대와 중생대, 중생대와 신생대의 경계는 대멸종과 겹치며, 고생대에는 삼엽충, 중생대에는 공룡과 암모나이트, 신생대에는 포유류가 번성했어요. 그림의 위 막대는 46억 년을 실제 비율로, 아래 막대는 최근 5.41억 년을 확대해 그렸기 때문에 시대를 바꿔 가며 각 시대의 길이와 그 안에서 일어난 대멸종을 견줄 수 있어요.

46억 년을 어떻게 나눌까

⏳ 지질 시대를 나누는 기준

①지질 시대는 지층과 화석에 남은 생물의 큰 변화를 기준으로 나눈다

②선캄브리아 시대 → 고생대 → 중생대 → 신생대 순서이며, 뒤의 세 시대를 묶어 현생 누대라고 한다

③고생대와 중생대의 경계(약 2.52억 년 전), 중생대와 신생대의 경계(약 6600만 년 전)는 대멸종과 겹친다

④선캄브리아 시대와 고생대의 경계(약 5.41억 년 전)는 대멸종이 아니라, 껍데기와 골격을 가진 동물 화석이 갑자기 많아지는 캄브리아기의 시작이다

실제 비율로 본 지질 연대표

시대 선택고생대

💡 그림에서 읽을 것

①위 막대에서 선캄브리아 시대가 약 88%를 차지하고, 고생대 · 중생대 · 신생대는 오른쪽 끝의 좁은 띠에 몰려 있다

②아래 막대는 그 띠를 확대한 것으로, 고생대는 약 2.9억 년, 중생대는 약 1.9억 년, 신생대는 6600만 년 동안 이어졌다

③5대 대멸종 가운데 오르도비스기 말 · 데본기 후기 · 페름기 말은 고생대에, 트라이아스기 말 · 백악기 말은 중생대에 일어났고, 페름기 말과 백악기 말 대멸종이 각각 그 시대를 끝냈다

④신생대는 지구 역사의 1.4%에 불과하고, 현생 인류는 약 30만 년 전에 나타났으니 지구 역사를 하루로 치면 자정 6초 전쯤의 일이다

화석과 방사성 연대 측정

화석의 종류

표준 화석과 시상 화석

구분	표준 화석	시상 화석
목적	지층의 나이 결정	퇴적 당시 환경 추정
생존 기간	짧다 (특정 시대만)	길다 (오랜 기간)
분포 범위	넓다 (전 세계)	좁다 (특정 환경)
예시	삼엽충(고생대), 암모나이트 · 공룡(중생대), 화폐석(신생대)	산호(따뜻하고 얕은 바다), 고사리(따뜻하고 습한 땅)

방사성 연대 측정

t = T_½ × log₂(N₀/N)

반감기(T½), 처음 양(N₀), 남은 양(N)으로 암석이 생긴 뒤 흐른 시간을 구한다

반감기 개념

1반감기: 50% 남음 → 2반감기: 25% → 3반감기: 12.5%

C-14 반감기 5730년(약 5만 년 이내의 유기물) / U-238 반감기 약 45억 년(오래된 암석)

5대 대멸종

현생 누대의 5대 대멸종

오르도비스기 말(약 4.43억 년 전)

빙하가 넓어지며 해수면과 수온이 낮아짐

해양 생물 종 약 85% 멸종

데본기 후기(약 3.72억 년 전)

바다의 산소 부족(무산소화)

해양 생물 종 약 75% 멸종

페름기 말(약 2.52억 년 전)

시베리아의 대규모 화산 분출 → 급격한 온난화와 바다 산성화

해양 생물 종 최대 약 96% 멸종(역사상 최대)

트라이아스기 말(약 2.01억 년 전)

판게아가 갈라지기 시작할 때의 대규모 화산 활동

생물 종 약 80% 멸종

백악기 말(약 6600만 년 전)

소행성 충돌 + 데칸 지역의 대규모 화산 활동

생물 종 약 75% 멸종(공룡 포함)

예제와 기출로 점검

예제 1

어떤 암석에 들어 있던 방사성 원소가 처음 양의 1/4만 남았다. 이 원소의 반감기가 7천만 년이라면 암석의 나이는?

반감기마다 방사성 원소의 양은 절반으로 줄어든다. 1/4은 (1/2)², 즉 반감기를 2번 거친 양이다.

반감기 2번 = 7천만 년 × 2 = 1억 4천만 년.

▸ 1억 4천만 년 (반감기 2회)

남은 양이 1/2, 1/4, 1/8이면 반감기를 1, 2, 3번 거친 것이므로, 남은 비율에서 반감기 횟수를 먼저 구한 다음 반감기를 곱한다.

예제 2

지층의 나이를 정하는 데 쓰는 화석과 퇴적 당시의 환경을 짐작하는 데 쓰는 화석을 각각 무엇이라 하는가?

생존 기간이 짧고 분포가 넓은 화석은 특정 시대에만 살았으므로 지층의 나이를 결정하는 데 쓰인다(표준 화석).

생존 기간이 길고 특정 환경에서만 사는 생물의 화석이 나오면 퇴적 당시의 환경을 짐작할 수 있다(시상 화석).

▸ 나이 → 표준 화석 / 환경 → 시상 화석

표준 화석은 짧게 살고 널리 퍼졌을수록, 시상 화석은 좁은 환경에만 살았을수록 쓸모가 크다.

모의평가 유형

화석과 연대 측정에 대한 설명으로 옳은 것은?

①시상 화석은 지층의 나이를 결정하는 데 가장 적합하다

②표준 화석은 생존 기간이 짧고 분포가 넓을수록 좋다

③방사성 원소는 반감기가 한 번 지나면 모두 사라진다

④반감기가 짧은 원소일수록 오래된 암석 측정에 적합하다

⑤반감기가 한 번 지나면 원소의 양이 1/4로 줄어든다

▸ ② 표준 화석은 생존 기간이 짧고 분포가 넓을수록 좋다

표준 화석은 특정 시대를 정확히 가리켜야 하므로, 생존 기간이 짧고 여러 지역에 널리 분포할수록 좋다.

지층의 나이는 표준 화석이 결정하고(①), 방사성 원소는 반감기마다 절반씩 줄 뿐 사라지지 않으며(③), 오래된 암석에는 반감기가 긴 원소가 적합하고(④), 한 번의 반감기에 양은 1/2로 준다(⑤).

총정리

지질 시대 핵심

선캄브리아 시대(약 88%) → 고생대(삼엽충) → 중생대(공룡 · 암모나이트) → 신생대(포유류)

생물의 큰 변화로 시대를 나누고, 표준 화석과 방사성 연대 측정으로 지층의 나이를 정한다

🎯 시험 포인트

①표준 화석은 생존 기간이 짧고 분포가 넓어 지층의 나이를 정하는 데 쓴다

②시상 화석은 생존 기간이 길고 특정 환경에서만 살아서 퇴적 당시의 환경을 짐작하는 데 쓴다

③방사성 연대 측정은 반감기를 이용하며, C-14는 5730년, U-238은 약 45억 년이다

④페름기 말 대멸종이 역사상 가장 크다

⑤백악기 말 대멸종으로 공룡이 사라진 뒤 신생대에 포유류가 번성했다

⑥선캄브리아 시대는 지구 역사의 약 88%를 차지한다

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마지막 수정 2026-10-17

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