[정의]

전라남도 해남군 황산면 우항리에 있는 공룡, 익룡과 새 발자국 화석지의 형성과 발굴 과정.

[해남 우항리 공룡화석지란]

해남 우항리 공룡·익룡·새발자국 화석산지는 1998년 10월 17일 천연기념물 제394호로 지정되었으며, 현재 유네스코 세계자연유산 잠정목록에 등재되어 있는 세계적으로 가치가 높은 고생물 화석 산지이다. 행정구역과 지리적 위치는 해남군 황산면 우항리 산13-1 일대이며, 좌표는 34° 34′ 58″N~34° 36′ 10″N, 126° 24′ 49″E~126° 27′ 00″E 이다. 화석 산지 바로 옆에는 2007년 개관한 해남공룡박물관이 있다. 원래 이 지역은 해수면 아래에 잠겨 있던 곳으로, 목포와 화원반도를 연결하는 둑을 쌓으면서 수면이 낮아져 드러났다. 전남대학교 한국공룡연구센터 허민 교수가 다수의 공룡과 익룡 발자국, 다른 여러 화석[새 발자국, 탄화목, 개형충 등]을 발견하여, 1996년부터 1998년까지 2년에 걸쳐 대규모 발굴을 하여 복원되었다. 중생대 백악기 시기 이 지역은 얕은 호수와 그 주변부였으며, 물을 마시러 공룡을 비롯하여 다양한 생물들이 서식하였던 것으로 추정된다. 지금까지 500여 점의 공룡 발자국, 400점이 넘는 익룡 발자국과 골격 화석, 수많은 새 발자국과 탄화목 화석 등 매우 다양한 화석이 발견되었다. 이 중에서도 아시아 최초로 보고된 익룡 발자국 화석과 대형 초식공룡 발자국은 학술적으로 매우 큰 가치를 띠고 있다.

익룡 발자국은 아시아에서 최초로 보고되었을 뿐만 아니라 대형 익룡이 어떤 방식으로 걸었는지 행동 양식을 보여 주는 귀한 화석이다. 익룡 발자국이 새 발자국 화석과 함께 발견되는 양상은 세계 최초이다. 대형 초식 공룡 발자국은 내부에 돌출되어 있는 매우 독특한 방사상 융기 패턴 같은 특징 때문에 매우 희귀할 뿐만 아니라, 앞으로도 화석화 과정에 대한 다양한 정보를 제공할 수 있을 것으로 생각된다. 이처럼 공룡, 익룡, 새 발자국과 다른 화석들의 산출 양상을 종합해 보면 당시 해남 우항리 지역의 생태는 매우 다양한 생물들로 이루어진 다양성의 보고로 해석할 수 있다. 수천만 년 전 이 땅에 살았던 생명체들을 눈앞에서 바라볼 수 있다는 점에서 호기심을 자극하고, 과거 지구 환경을 통해 미래의 변화를 엿볼 수 있는 중요한 자원이기도 하다.

[공룡이 뛰어놀던 곳, 해남의 지질 환경]

해남 우항리 공룡·익룡·새발자국 화석산지가 위치한 해남분지는 한반도 남쪽에 고립되어 있는 여러 개의 육성 백악기 분지 중 하나이며, 해남군 화원면 일대[화원반도]와 금호호 남쪽에 소규모로 분포한다. 주변 지질은 선캄브리아기의 편마암류와 중생대 쥐라기 화강암을 기반암으로 하며, 안산암질 응회암, 우항리층[화석 산출 지층], 황산응회암, 진도유문암과 이들을 관입한 각섬석화강암과 석영반암으로 구성되어 있다. 해남분지의 우항리층은 해남군 황산면 우항리, 송호리 병온마을, 관춘리 내산마을과 문내면 예락리 양정마을의 해안선을 따라 매우 잘 발달되어 있다. 화석 산지를 중심으로 보면, 남쪽의 병온마을에서 북쪽 내산마을까지 약 5㎞의 수평 연장선을 가지고 해안가에 잘 노출되어 있다. 우항리층은 중생대 백악기의 호성퇴적층으로 주 구성 암석은 응회암질셰일, 응회암질 사암, 사암, 역암 등의 퇴적암과 화산 활동으로 형성된 응회암질 물질로 구성되어 있다[Chun and Chough, 1995]. 흑색 셰일에서 발견된 소형 갑각류인 개형충[Ostracoda] 화석으로 보아 우항리층의 백악기 시기 퇴적 환경은 얕은 호숫가로 추정된다. 우항리층의 상부는 점이층리의 응회암질 사암, 호층으로 나타나는 응회암질 사암과 이암, 엽층리의 처트질 이암과 진회색 내지 검은색 셰일로 이루어져 있다. 발자국이 산출되는 층은 호수 주변부 환경에 퇴적된 뒤로, 화산 폭발로 쌓인 응회암질 사암층이 그 위를 덮은 것이다. 우항리층의 상하부에 협재된 응회암 퇴적층은 K-Ar 연대 측정법에 따르면 각각 약 8200만 년과 9400만 년 되었다. 발자국이 산출되는 퇴적층의 위아래 응회암층들은 Rb-Sr 전암 연대 측정법으로 계산되었다[Kim et al., 2003]. 아래에 있는 화산력 안산암은 9600만 년으로, 위에 있는 규장질 응회암은 8100만 년으로 측정되었다. 황산응회암층은 7700만 년으로 측정되므로, 발자국층의 연대는 대략 9600만 년 전~8100만 년 전 사이, 후기 백악기 세노마늄세[Cenomanian] 중기에서 캄파니아[Campanian] 초기의 것이다.

[해남 우항리의 공룡들, 그 모습을 드러내다]

해남군 우항리 일대는 20세기 중반 때부터 석유 부존 가능성과 퇴적학적 연구 가치가 높아 지질학자들이 관심을 많이 가진 지역이었다. 1960년대에는 최초로 새 발자국 화석이 보고되었던 곳이다. 이 뒤로 학계에서 여러 논문들이 나왔으나 특별하게 보존 가치가 뛰어난 화석이 발견된 바 없었고, 금호호를 비롯한 지역 일대에 대한 개발 계획이 세워지면서 우항리 일대는 사라질 위기에 놓였다. 전남대학교 허민 교수의 조사에서 최초로 공룡 발자국이 관찰되면서 1996년에서 1998년까지 대규모 발굴이 진행되었다. 발굴을 통해 수많은 공룡 발자국과 보행렬, 익룡 발자국과 골격, 다수의 새 발자국, 절지동물 흔적 화석, 탄화목과 개형충 미화석이 보고되었다. 이러한 대규모 화석 발굴은 국내 고생물학 연구에서 유례를 찾아 볼 수 없는 일이었다.

해남 우항리 공룡·익룡·새발자국 화석산지에서는 총 500여 점의 공룡 발자국과 443점의 익룡 발자국과 셀 수 없이 많은 새 발자국이 발견되었다. 공룡과 익룡, 새 발자국은 학술적 가치가 매우 크며, 특히 익룡과 새의 발자국은 연구를 통해 새로운 학명을 부여 받았다. 아시아 최초로 보고된 세계에서 가장 큰 익룡 발자국들은 지속적으로 학계의 관심을 끌고 있으며, 해남이크누스 우항리엔시스[Haenamichnus uhangriensis]라는 신속, 신종의 익룡 발자국으로 학계에 보고되었다. 새 발자국은 처음 발견되었을 때 물갈퀴 흔적이 있는 것으로는 세계에서 가장 오래되었고, 중생대 새 발자국으로는 세계 최초로 발견되어 보고된 화석이었다. 새 발자국은 2종이 발굴되었다. 두 발자국은 우항리크누스 전아이[Uhangrichunus chuni]와 황산이페스 조아이[Hwangsanipes choughi] 학명이 붙여졌다.

내부에 별 모양 또는 방사형 융기선이 있는 매우 독특한 형태의 공룡 발자국에 대해서도 국제적으로 심도 있는 논쟁이 벌어졌다. 해남 우항리 공룡·익룡·새발자국 화석산지에서는 세계 최초로 공룡 발자국과 익룡 발자국, 새 발자국이 모두 함께 동시에 그리고 같은 층준에서 발견되었다는 점에서 학술적인 가치가 매우 큰 곳이다. 이와 같이 같은 층준에서 세 가지 형태가 발견된 것은 해남을 포함해 중국과 함께 전 세계에 단 두 곳뿐이다. 중국 발견지는 크게 훼손되었다. 해남에서는 이들 발자국 화석과 함께 디플리크나이츠와 유사한 커다란 절지동물의 발자국도 보존이 잘 된 상태로 발견되었다. 이외에도 연체동물과 개형충 등의 무척추동물의 화석도 산출된다.

[해남 우항리 공룡들이 남긴 발자국]

해남 우항리 공룡·익룡·새발자국 화석산지는 3개의 발자국 화석 산출 층준에 따라 제1~3보호각이 설치되어 있다. 공룡·익룡·새 발자국 화석은 외부의 위협을 방지하기 위해 보호각으로 보존될 뿐만 아니라 전시관으로도 훌륭한 장소를 제공하고 있다. 최근에는 절지동물 흔적 화석을 보호하기 위하여 화석 상부에 투명 보호 유리를 설치하였다. 이는 방문객들에게 절지동물이 기어갔던 흔적을 효과적으로 보여 주고 외부의 위협을 차단하는 효과를 가지고 있다. 각 화석의 특징은 보호각이 위치한 순서대로 서술하였다.

1) 공룡 발자국

제1보호각에서 공룡 발자국은 모두 263개가 산출되었다. 발자국 종류는 카르이르이크늄 경수키미[Caririchnium kyoungsookimi]가 18%, Hadrosaurichnus가 9%, 소형 조각류의 발자국이 6%, 수각류(육식공룡)의 발자국이 1%, 그밖의 조각류의 발자국이 66%로 대부분이 조각류의 발자국이다. 이 중에서 카르이르이크늄[Caririchnium]은 브라질, 미국 콜로라도와 텍사스, 중국과 일본 등에서 보고된 적이 있다. 이구아노돈류의 조각류 초식공룡이 만든 발자국으로 추정된다. Hadrosaurichnus는 날카로운 발톱 흔적, 긴 형태와 간격이 긴 보폭을 보이기 때문에 육식공룡인 수각류의 발자국으로 판단된다.

조각류 발자국들은 발톱의 끝이 뭉특하며, 대체로 좁은 보행열[175㎝]을 보인다. 보존 상태는 전반적으로 외곽선이 뚜렷하게 잘 관찰되며, 평균 길이는 39.5㎝, 평균 너비는 38㎝로 큰 발자국이다. 한편 다량의 탄화목이 발자국의 층준과 같은 곳에서 산출된다. 제2보호각의 공룡 발자국층은 제1보호각과 같은 층준으로 그 특징이 같으나 수는 매우 적다. 공룡발자국이 산출되는 층은 이암층이며, 발자국층의 하부에는 조립 사암층이 분포한다. 제3보호각에서는 모두 105개의 공룡 발자국들이 발견되었으며 몇 개의 보행렬이 인지된다. 전체적으로는 최소 4개의 연속적인 보행렬이 나타난다.

이 발자국들의 외형은 원형이지만 내부에는 별 모양 또는 방사형의 줄기 구조가 관찰되기 때문에 정확하게 어떤 공룡이 만든 발자국인지 알기 힘들다. 학자에 따라 해석이 두 가지로 보고되었다. 첫째는 물 속에서 부력으로 앞발의 흔적만 남은 사족 보행 용각류가 만든 발자국이라는 의견이며, 둘째는 조각류와 같은 이족 보행 공룡이 만든 흔적이라는 의견이 있다. 최초 발견 당시에는 용각류[목긴 공룡]의 앞발자국으로 해석되었으나, 현재는 잘 보존된 발자국의 경우 발굽과 발가락, 뒤꿈치 흔적이 잘 나타나기 때문에 3개의 뚜렷한 발가락을 가지고 있는 이족 보행 공룡으로 판단된다. 이 보행렬이 걸어 다니는 동물이 드러난 표면에 찍힌 것인지, 아니면 물에 떠 헤엄쳐 다니는 동물이 만든 것인지에 대한 논쟁도 아직 남아 있다. 일부 발자국들은 퇴적물 깊게 남겨진 반면, 다른 발자국들은 매우 얕으며 해석하기 어렵고 논란의 여지가 있는 드문 보존 특징들을 보인다.

이러한 화석들로 미루어 발자국들이 생성될 시기의 하층 조건이 매우 독특했음을 추정할 수 있다. 가장 최근에 이루어진 연구에 따르면, 발자국에 나타난 방사형 특징은 북미의 백악기층에서 발견되어 보고한 방사형의 캐스트[cast]일 거라 추정된다. 최근에는 발자국과 주변부에 나타나는 단열, 퇴적층의 만곡 현상과 별 모양의 캐스트들을 종합하여 이들 발자국은 물이 빠져 건조되어 가는 환경에서 형성된 것으로 해석하였다.

2) 익룡과 새 발자국

익룡 발자국은 제2보호각으로 보존되고 있으며, 화석이 위치한 곳은 학술적으로 가장 중요한 곳 가운데 하나이다. 이 층에서는 공룡 발자국 외에도 익룡과 새 발자국들이 세계 최초로 동일 지층의 한 층준에서 산출되었다. 1개의 익룡 보행렬과 429개의 익룡발자국이 산출되었으며, 보행렬은 7.3m로 세계 최대 규모이다.

익룡 발자국의 형태는 4족 보행의 발자국이며, 앞발은 전형적인 익룡의 앞발자국 형태이지만 뒷발은 발가락의 구분이 없고 매우 큰 편이다. 이들 익룡 발자국은 새로운 발자국 형태인 해남이크누스 우항리엔시스[Haenamichnus uhangriensis]로 명명하였다. 발자국을 통해 추정되는 실제 크기는 날개를 폈을 경우 약 10여m에 이르는 익룡으로 추정되며, 백악기 시기 한반도에도 대형 익룡이 생존하였음을 확인하였다. 이와 같이 뼈 화석이 보존되기 힘든 환경에서는 발자국 화석이 매우 귀중한 정보를 줄 수 있다.

새 발자국은 연구를 통해 물갈퀴가 넓은 우항리크누스 전아이[Uhangrichnus chuni]와 비교적 얇은 물갈퀴의 황산이페스 조아이[Hwangsanipes choughi]의 2속 2종이 명명되었다. 개수는 수백 개에 이른다. 새 발자국들은 익룡 발자국과 함께 찍혔으며, 이는 두 척추동물 그룹이 같은 서식지에 공존했음을 의미한다. 크기에서는 익룡 발자국이 20~35㎝ 크기이며, 새 발자국은 단지 3~4㎝ 크기이다.

3) 기타 화석지: 우항포 퇴적층

우항포 퇴적층은 해남 우항리 공룡·익룡·새발자국 화석산지와 같은 층준이며 멀지 않은 곳에 위치하고 있다. 이곳은 물결로 얕은 호숫가의 퇴적층에 형성된 연흔이나 사층리, 점이층리 등의 퇴적 구조와 균열 구조와 같은 다양한 지질학적 구조는 물론 공룡 발자국과 새 발자국, 절지동물의 기어간 생흔 구조 등을 관찰할 수 있는 장소이다.

발견된 생흔 구조는 디플리크나이츠[Diplichnites], Planolites montanus와 Coclichnus anguineus 등이다. 이곳에서 관찰할 수 있는 퇴적 구조를 나열하면 다음과 같다. 연흔[물결자국], 사층리[퇴적물이 경사를 가지며 쌓인 구조], 점이층리[하부에서 상부로 갈수록 퇴적물 크기가 점점 작아지는 구조], 상향박층화와 상향후층화[상부로 갈수록 퇴적층의 두께가 점차 얇아지거나 또는 두꺼워지는 구조], 균열 구조[다양한 환경변화로 인한 퇴적물의 균열에 의한 구조] 등이다. 또한 퇴적 기원 습곡과 단층, 침엽수 잎 흔적 등이 관찰된다.

[보존해야 할 우리의 문화유산을 해남공룡박물관에 담다]

해남 우항리 공룡·익룡·새발자국 화석산지는 다음과 같은 역사적, 학술적 및 교육적 이유로 중요하다.

① 아시아의 발자국 화석지로는 최초로 물갈퀴새 발자국이 보고된 곳이다. ② 아시아 최초로 익룡 발자국이 산출되었으며, 한 층준 내 400여 개 이상의 발자국 산출량은 규모 면에서 세계 최다를 보여 준다. ③ 전 세계에서 3가지 척추동물 흔적화석 종류[공룡, 익룡, 새]가 동일 층준에서 발견된 화석지는 단 두 곳이며, 해남은 보존 상태와 학술적 가치가 가장 높은 곳이다. ④ 세계적으로 유례를 찾아볼 수 없는 독특한 형태의 대형 공룡 발자국이 다수 발견되었다. 또한 지역적으로 보았을 때, 세계적인 학술 가치를 지닌 자연유산을 통해 지역민이 자긍심을 가질 수 있다는 점에서 매우 중요하다.

해남 우항리 공룡·익룡·새발자국 화석산지를 널리 알리고 아이들에게 교육할 목적으로 2007년 4월 27일 해남공룡박물관이 개관하였다. 공룡박물관은 지하 1층, 지상 2층 규모로, 다양한 공룡의 뼈 화석을 실물 크기로 전시하고 있다. 중생대 포식공룡의 진품 화석을 전시하고 있으며, 움직이는 공룡과 익룡과 화석 퇴적층 400여 점의 공룡 관련 화석 등 희귀한 전시물을 보유한 곳이다. 체험 공간으로는 공룡시대 사파리존과 인체 감응 영상 시스템을 활용해 공룡 심장 소리를 듣고 만질 수 있다. 해남공룡박물관은 한국관광공사에서 ‘2018년 4월 가볼 만한 여행지’로 선정되어 볼거리와 즐길 거리가 풍부한 곳이다.

해남 우항리 공룡·익룡·새발자국 화석산지 발굴을 통해 해남공룡박물관이 건립되었고, 이는 화석지 그 자체와 더불어서 많은 관광객을 끌어들일 수 있는 하나의 랜드마크가 되었다. 앞으로는 공룡이 가지는 상징성을 통해 기념 상품 제작이나 교육 프로그램 운영 등을 통해 해남 지역의 귀중한 자연과 문화 상품으로 파생 효과를 낳을 수 있을 것이다. 이러한 유형 무형의 자원은 한정된 것이 아니기 때문에, 과학 학술인들과 지역 주민 그리고 여러 분야의 사람들과 함께 새롭고 다양한 가치를 함께 창출할 수 있을 것으로 기대된다.