빙하기의 생태학, 지리, 천이

빙하기의 생태학, 지리, 천이

빙하기의 생태학

빙하기의 생태학의 변화는 어느 정도는 태양 주위를 도는 지구 궤도의 엇갈림으로 인한 것으로 보입니다. 지구 역사상 네 번의 긴 빙하기가 있었는데, 처음 세 번의 빙하기는 지구상에 공룡이 출현하기 전에 일어났습니다. 가장 최근의 빙하기는 약 400만 년 전에 일어났습니다. 지난 200만 년동안 빙하기는 도래하고 후퇴하기를 17번 반복했으며 이는 10만 년마다 약 한 번꼴로 일어난 것입니다. 마지막 빙하기는 약 7만 년 전에 시작하여 약 1만 년 전에 끝났습니다. 이 기간 동안 빙하는 전진과 후퇴를 세 번 반복했습니다. 미국에서의 가장 최근의 빙하기는 위스콘신 빙하기라고 불립니다. 그렇게 불리는 이유는 몇 킬로미터에 달하는 두꺼운 얼음판이 북극 만년설에서부터 개나다와 북미 북부지역의 뒤덮고 현재의 위스콘신 주까지 뻗어 있었기 때문입니다. 유럽에서는 빙하가 독일 북부 지역까지 뻗어 있었습니다. 빙하가 마지막으로 후퇴한 이후 지구의 기후는 지난 10만 년보다 따뜻한 기온을 띄는 보기 드문 긴 간빙기를 맞고 있습니다. 북미의 북부지역은 빙하의 전진과 후퇴로 극적으로 환경이 바뀌었습니다. 언덕은 씻겨 드러나고, 계곡이 깎였습니다. 흙은 옮겨져 다른 곳에서 퇴적되었습니다. 오하이오 강의 강줄기가 변하고, 나이아가라 폭포가 생겨났습니다. 오대호는 빙하가 녹은 물로 채워졌습니다. 미국 롱아일랜드에서 메인 주에 이르는, 암석이 많은 북동부 해안은 얼음판에 씻기고 빙퇴석이나 빙하가 물러가면서 남긴 흙과 돌들로 재형성되었기 때문에, 남부의 부드러운 모래해안과는 많이 다릅니다. 북유럽에 있는 발트해는 빙하가 녹은 물과 바닷물이 혼합되어 있어서, 소금기 있는 독특한 서식지가 만들어졌습니다. 빙하가 흘러가면서 바닥에 모래와 자갈이 퇴적되어 만들어진 빙퇴구라 불리는 작은 언덕과 에스커라 불리는 산등성이는 빙하에 의해 형성된 또 다른 내륙입니다.

지리

지리적으로 히말라야 산의 고지대에는 소금 침전물과 짙은 붉은색의 산호 화석이 있습니다. 이것은 오늘날의 고지대가 북쪽으로 이동하여 아시아 대륙을 밀고 나아간 1억년 전에는 바다였음을 의미합니다. 지구상의 산맥, 협곡과 같은 물리적 형태가 형성되려면, 수천 년 혹은 수백만 년이 걸릴 수 있습니다. 이와 같은 지질학적 사건들은 아주 점진적으로 일어나기 때문에 이것이 형성되는 데 걸리는 상당한 시간을 지질시대라고 합니다. 오늘날 지구상에 서식하는 생물들은 수천 수백만 년의 시간 동안 점진적이고 연속적인 지구 표면의 변화에 적응하고 진화해 왔습니다. 이와 대조적으로, 가끔 기후의 대변동은 놀라우리만큼 짧은 기간 동안에 일어납니다. 사하라 사막의 5,000년 전 그림에는 야자나무, 하마, 기린, 영양이 그려져 있습니다. 불모의 사하라 사구 밑에 묻혀 있는 동물 뼈와 대수층은 이 지역이 한때는 비옥한 곳이었음을 알려줍니다. 하지만, 가장 놀라운 것은 이 지역이 동식물이 풍부한 땅에서 생물이 매우 적은 사구로 뒤덮인 사막으로 변한 것이 불과 몇백 년 이내에 일어난 일이라는 사실입니다. 빙하기와 같은 지구상의 장기간 기후 변이는 태양 광선의 주기뿐만 아니라, 지구 궤도의 미세한 엇갈림, 지구 궤도의 모양, 궤도 축의 기울기에 영향을 받습니다. 이와 같은 변화는 1만 년이나 길게는 수십만 년의 세월을 주기로 일어납니다. 남극의 보스토크 호수의 얼음 중심부를 뚫어보면, 지난 25만 년 동안 지구는 오늘날보다 훨씬 추웠다는 사실을 알 수 있습니다. 사실 지난 1만 년 동안 지속된 비교적 따뜻한 기후는 20만 년 전의 기후에 비하면 비정상적인 현상처럼 보입니다. 

천이

하와이 섬들에 일어난 천이 현상을 살펴봅니다. 하와이는 지질 시대의 기나긴 시간에 걸친 잇따른 화산활동으로 수백만 년전에 해저가 솟아올라 형성된 불모의 단단한 현무암 언덕이었습니다. 그 후 각 섬들에 미국 본토나 다른 섬들로부터 바람이나 파도를 타고 표류한 동식물이 이주하기 시작했고, 시간이 지남에 따라 점진적으로 풍부한 생태계가 형성되었습니다. 수천 년에 걸쳐 바람과 비로 바위가 침식되어 흙의 토대가 되는 모래를 생성했습니다. 조류와 지의류는 풍화된 바위 위에서 자라며 토양에 첫 유기물을 공급해 토양을 비옥하게 하였습니다. 이와 같은 과정은 궁극적으로 미생물과 작은 곤충들에게 적합한 서식지를 만들어 주었습니다. 다음 수백만 년동안에 식물, 곤충, 새, 포유류가 하와이 섬으로 표류해 오거나 날아오거나 헤엄쳐 왔습니다. 한때 이들은 새롭고 독특한 수천 개의 종과 아종으로 진화했습니다. 하와이에는 눈으로 덮인 산 주변에 우림과 야자나무로 가득한 해변이 형성되는 등, 많은 수의 다양한 서식지가 발달되었습니다. 새로운 서식지를 점령하는 첫 생물을 개척자라고 부릅니다. 이 생물은 환경을 바꿔 다른 생물들이 서식하기에 적합하도록 해 줍니다. 현무암 언덕으로 출발하여 수천 년이 지난 지금, 하와이 섬들에는 다양한 생태계가 이루어졌습니다. 자연은 지속적으로 크고 작은 교란을 겪지만, 다시 회복됩니다. 생물이 없는 육지에서 생물이 발달하는 1차 천이는 수백만 년이 흐르는 동안 일어나는 반면, 2차 천이는 10년이나 몇 년 또는 몇 개월의 기간에도 쉬지 않고 끊임없이 일어납니다. 2차 천이는 생태계에 자연재해나 인재에 의한 교란이 일어난 후 생물이 회복되는 것을 의미합니다. 농경지를 방치하면 그곳은 수년에 걸쳐서 유액 분비식물과 가시나무 단계를 거쳐 빽빽하지만 좁은 줄기나무로 구성된 2 차림으로 진행될 것입니다. 이것이 2차 천이의 예입니다. 또한 홍수로 인해 나무가 씻겨 내려가고 침니만 퇴적되거나, 산불로 숲의 일부가 탔을 때와 같은 다양한 교란 후에도 2차 천이가 일어납니다. 각 상황마다 토양은 비교적 빨리 그리고 단계적으로 회복될 것입니다. 작고 억센 잡초나 풀은 진흙이나 재에서 먼저 자라고, 뒤를 이어 다년생 꽃식물과 햇빛을 좋아하는 덤불 식물이 어울려 자랄 것입니다. 하지만 그중 일부는 결국 나무그늘에 가리게 됩니다.