Chronostratigraphic Evaluation of the Late Cretaceous-Recent Sediments in Parts of Calabar Flank

지표면 아래 깊은 곳, 암석과 퇴적물의 층들은 거대하고 고요한 도서관 역할을 한다. 각 층은 특정 시간대의 이야기를 들려주며, 고대 생명체의 유해와 그들이 살았던 환경을 보존하고 있다. 이 층들을 읽어냄으로써 지질학자들은 대륙이 어떻게 이동했는지, 바다가 어떻게 오르내렸는지, 그리고 생명이 수백만 년에 걸쳐 어떻게 진화했는지를 이해하며 지구의 역사를 재구성할 수 있다. '층서학'이라 불리는 이 과정은 특정 시기에만 짧고 명확하게 존재했던 생물의 유해인 특정 화석을 찾는 것에 크게 의존한다. 이러한 화석들은 정밀한 시간 표식 역할을 하여, 과학자들이 지층의 연대를 매우 정확하게 측정할 수 있게 해준다. 아프리카의 지질학적 역사를 밝히는 것뿐만 아니라 그 안에 숨겨진 잠재적 에너지 자원을 찾는 데에도 필수적인, 백악기 후기부터 현재까지 퇴적된 퇴적암을 직접적으로 관찰할 수 있는 드문 장소가 바로 나이지리아 동남부의 칼라바 플랭크(Calabar Flank) 지역이다.

최근 퓨처리얼 테크놀로지 대학교 오웨리(Federal University of Technology Owerri)의 연구팀은 이 지역의 지질학적 역사를 고해상도 타임라인으로 구축하기 위해 이 특정 지역에 주목했다. 그들의 목표는 일반적인 추정치를 넘어, 그곳에서 발견되는 서로 다른 암석층의 정확한 연대를 규명하는 것이었다. 연구진은 인근 베뉴 트러프(Benue Trough)의 주요 단층선과 직각을 이루는 퇴적 분지인 칼라바 플랭크에 집중했다. 이 지역은 동일한 암석층에 대해 서로 상충하는 명칭과 연대가 부여되어 온, 지질학자들 사이에서 오랫동안 논쟁의 대상이 되어온 곳이다. 이러한 불확실성을 해결하기 위해 연구팀은 칼라바-이콤(Calabar-Ikom) 및 칼라바-이투(Calabar-Itu) 경로를 포함한 주요 도로를 따라 다양한 노두를 방문하여 신선한 암석 샘팅과 느슨한 퇴적물을 채집했다. 그들은 현미경을 통해 이 샘플들을 조사하며 두 가지 뚜렷한 유형의 미세 화석, 즉 '포라미니페라(foraminifera)'라고 불리는 작은 껍데기를 가진 유기체와 '팔리노모프(palynomorph)'로 알려진 미세한 식물 포자 및 꽃가루를 찾았다. 각 층에 어떤 종이 존재하는지 식별함으로써, 연구진은 암석에 특정 지질 시대의 연대를 부여하고 이를 전 세계적 표준에 맞춰 교정할 수 있었다.

연구 결과, 수백만 년에 걸친 명확하고 상세한 사건의 순서가 드러났다. 그들이 조사한 가장 오래된 암석은 지역의 고기반암 위에 직접 놓여 있는 사암과 역암 층인 아위 형성층(Awi Formation)이다. 연구진은 강과 얕은 해안 환경에서 퇴적된 이 형성층이 약 1억 2,500만 년 전에서 1억 년 전 사이인 압티안(Aptian)에서 알비안(Albian) 단계에 속한다는 것을 발견했다. 타임라인을 따라 위로 올라가면서, 그들은 얕은 바다에서 형성된 두껍고 공동이 많은 암석층인 므파모싱 석회암(Mfamosing Limestone)을 마주했다. 이 석회암에 존재하는 특정 미세 화석들은 이것이 약 1억 300만 년 전에서 9,600만 년 전 사이인 중기 알비안 단계에 쌓였음을 확인시켜 주었다. 이 석회암은 물의 용해 작용에 의해 나중에 형성된 광범한 동굴 체계로도 유명하다.

연구진이 더 젊은 층으로 이동함에 따라, 그들은 더 깊은 해양 환경에서 형성된 어둡고 진흙 같은 암석 단위인 에켄크폰 셰일(Ekenkpon Shale)을 분석했다. 이곳에서 발견된 부유 생물과 저서 미생물이 혼합된 화석들은 약 1억 년에서 9,000만 년 전 사이인 세노마늄(Cenomanian)과 초기 튜로니안(Early Turonian) 단계를 가리켰다. 그 위에는 팀이 튜로니안 후기 및 코니아시안(Coniacian) 단계로 연대를 측정한 또 다른 해양 퇴적물인 뉴 네팀 마를(New Netim Marl)이 있다. 다음의 주요 층인 은코로 셰일(Nkporo Shale)은 약 8,300만 년에서 6,600만 년 전인 캠파니안(Campanian) 후기와 마스트리히트(Maastrichtian) 단계 동안의 더 깊은 해양 조건을 나타낸다. 이 층의 화석, 특히 특정 종류의 부유성 껍데기는 이 퇴적물들이 공룡의 시대가 끝난 대멸종 사건 직전에 쌓였다는 것을 연구진이 확인하는 데 도움을 주었다. 마지막으로 연구팀은 계열 내에서 가장 젊은 암석인 베닌 형성층(Benin Formation)을 조사했다. 이것은 모든 오래된 층 위에 놓인 해안 평원 사구(Coastal Plain Sands)이다. 아래의 심해 퇴적물들과 달리, 이 모래들은 비해양 환경에서 형성되었으며, 그 안에서 발견된 식물 화석은 약 1,100만 년에서 300만 년 전 사이의 훨씬 더 최근 시기를 나타냈다.

이 연구의 의의는 복잡한 지질학적 퍼즐에 질서를 부여하는 능력에 있다. 미세한 동물 및 식물 화석의 조합을 사용함으로써, 연구진은 이전에 혼란과 논쟁의 대상이었던 암석 형성층에 정밀한 연대를 부여할 수 있었다. 그들은 칼라바 플랭크의 암석층이 고대 강 시스템에서 얕은 바다, 그다음은 깊은 대양, 마지막으로 육상 환경으로 이어지는 논리적인 진행 과정을 따른다는 것을 확인했다. 이 상세한 타임라인은 나이지리아 동남부의 지질학적 역사를 명확히 할 뿐만 아니라, 향-탐사 활동을 위한 신뢰할 수 있는 틀을 제공한다. 이 암석들이 언제, 어떻게 형성되었는지에 대한 명확한 이해를 바탕으로, 과학자와 자원 관리자들은 분지 내에 가치 있는 자원, 예를 들어 석유와 가스가 어디에 있을지 더 잘 예측할 수 있다. 이 연구는 암석 기록이 파편화된 지역에서도 미세한 생명체에 대한 세심한 분석이 지구의 과거라는 거대한 서사를 밝혀내어, 흩어진 돌들을 지구의 일관된 역사로 바꿀 수 있음을 보여준다.