남아공 석회암 동굴을 파는 고인류학도들
남아프리카 동굴들이 플라이스토세 시대 화석 단서로 가득하다
by 유타 대학교 주드 콜먼Jude Coleman
화석은 먼 과거를 연구할 때 말 그대로 뼈대와 같은 역할을 한다. 인류 진화 대부분이 아프리카 전역에서 일어났기 때문에, 아프리카 대륙에서 발견되는 화석은 초기 인류 역사를 조각조각 이어가는 데 매우 중요하다.
또한, 아프리카 대륙 화석은 고대 생태사에 대한 다른 이야기들과 인간이 주변 동식물의 삶에 어떻게 녹아들었는지를 보여준다.
하지만 알려진 화석 기록 대부분은 아프리카 전역 소수 유적에서 나왔을뿐이라고 유타 자연사 박물관Stony Brook University 수석 큐레이터이자 고생물학 큐레이터인 타일러 페이스는 말했다.
그가 남아프리카에서 새롭게 발견한 동굴들을 샅샅이 뒤지는 이유 중 하나가 바로 그것이다.
2022년, 고생태학자이자 유타 대학교 인류학 교수인 페이스는 1980년대 보고서에 언급된 일련의 동굴을 찾아 나섰다.
이 동굴들은 남아프리카 공화국 끝자락, 캔고 밸리Cango Valley 근처 어딘가에 있었는데, 이곳은 석회암 노두outcrops가 줄지어 있는 지역으로, 흔한 동굴이 많은 암석이었다.
하지만 그가 도착했을 때 보고서에 설명된 동굴 수가 너무 많아서 그 범위를 좁힐 수 없었다. 그는 수년에 걸쳐 여러 차례 다시 방문하여 20여 개 동굴을 기록했다.
페이스는 "이 모든 동굴을 발견했고, 그 안에는 매우 풍부한 화석 기록이 있는 것으로 보인다"고 말했다.
"화석은 어디에나 있습니다."
이 동굴들은 수백만 년에 걸쳐 물이 석회암을 뚫고 흐르면서 형성되었고, 결국 바위에 터널과 방을 형성했다.
동굴이 존재하는 동안 뼈가 동굴 안으로 들어왔다.
때로는 포식자가 동굴 안에서 먹이를 먹었기 때문이고, 때로는 유해가 잔해와 물에 휩쓸려 들어오기도 했다.
그리고 가끔은 동굴 입구나 지붕이 무너져 불운한 동물이 동굴에 빠졌을 수도 있다.
뼈 위에 퇴적층이 천천히 쌓여 화석이 되었다.
2025년 6월, 페이스는 발굴 준비를 마친 연구진과 함께 동굴로 돌아왔다.
작업은 동굴 입구를 찾아 돌아다니는 일로 시작했다.
동굴 입구는 나무와 초목에 가려 훈련받지 않은 눈에는 잘 보이지 않는다.
하지만 잎사귀로 가려져 있는 것이 근처에 동굴이 있다는 중요한 단서라고 페이스는 말했다.
동굴이 형성되려면 흐르는 물이 필요하기 때문에, 나무와 관목들이 입구 주변에 모여 있어 추가 수분을 활용한다.
동굴 입구는 대개 어른이 겨우 통과할 수 있을 만큼 만할 뿐이다.
동굴 안으로 들어서면 석회암 터널 미로가 펼쳐지는데, 박쥐 구아노guano를 배로 기어서 들어가거나 좁고 가파른 통로를 내려가야 길을 찾을 수 있다.
동굴 진드기들은 구아노 더미 사이에서 꿈틀거리며 지나가는 사람에게 갈고리를 박으려고 했다. 어느 방향에서 왔는지 표시하지 않으면 탐험가들은 구불구불한 길에서 쉽게 길을 잃을 수 있다.
"숨 막힐 정도로 조용하고 어두워요." 페이스가 말했다. "존재하지 않는 소리들이 들리기 시작해요."
페이스와 그의 동료들은 탐험 중 네 개 동굴을 방문했는데, 두 가지 주요 목표는 화석을 발견하고 발견한 것들의 연대를 추정하는 것이었다.
퇴적물에서 튀어나와 천장과 벽에 달라붙거나 땅속에서 솟아오르는 화석이 풍부했다.
동굴의 잠재력을 더욱 탐구하기 위해 연구팀은 여러 개 시험용 구덩이를 파서 표면 아래에 무엇이 있는지 확인했다.
고대 누, 얼룩말, 그리고 알려지지 않은 육식동물도 발견되었다.
사람 어금니와 유난히 닮은 어금니가 천장에서 튀어나와 발견되었지만, 이 이빨이 실제로 원시인의 것인지는 아직 확인되지 않았다. 다른 동굴에서도 원시인과 유사한 화석들이 발견되었다.
팀이 발견한 가장 풍부한 동물 중 하나는 멸종된 산양 친척으로, 아마도 아이벡스와 비슷할 것으로 추정된다.
이 동물은 약 25년 전에 처음 발견되었지만, 알려진 화석은 너무 불완전해서 이름을 붙이거나 관련 종과의 연관성을 이해하기 어려웠다.
하지만 이제 캔고 밸리 동굴 덕분에 페이스는 이 종을 제대로 기록할 수 있을 만큼 충분히 완전한 화석을 확보했다.
이 귀중한 표본은 동굴 벽면에 굳은 퇴적물에 박혀 있던 개체에서 나왔다.
이 퇴적물은 며칠에 걸쳐 망치와 끌을 사용하여 정성껏 제거했다.
두 번째 목표인 화석 연대 측정에 대해 캔고 밸리 연구팀은 물이 흐르면서 형성되는 판 모양 광물 퇴적물인 동굴의 유석(flowstone) 샘플을 채취하여 연대를 측정하기 전까지는 확실한 연대를 알 수 없을 것이다.
퇴적물 층을 사이에 두고 있는 유석 연대를 측정함으로써 연구자들은 그 사이에 갇힌 화석의 최소 및 최대 연대를 알아낼 수 있다.
페이스는 이 화석이 아마도 플라이스토세Pleistocene Epoch에 속할 것으로 예상하지만, 그 시기는 250만 년에서 1만 1,700년 전이다.
그는 "10만 년 이상 되었을 가능성이 매우 높다"고 말했다.
동굴 연대 측정은 남아프리카 공화국 화석 기록에 매우 중요한 소식이다.
남아공 남부에서 발견된 화석 대부분은 최근 10만 년 전의 것이며, 더 오래된 화석, 즉 최근 수백만 년 전 화석은 대부분 요하네스버그 근처 북부 지역에 고립되어 있다.
페이스는 캔고 밸리 동굴 프로젝트가 오래된 화석 기록을 뒷받침할 잠재력을 지녔다고 말한다.
또한 동굴에는 호미니드hominid로 보이는 화석이 포함되어 있기 때문에 초기 인류 진화와 인류가 자연 환경에서 차지하는 위치에 대한 간극을 메우는 데 도움이 될 수 있다.
페이스와 그의 팀이 탐험한 동굴들은 현재로서는 시작에 불과하다. 이 지역에 있는 수많은 지하 타임캡슐은 앞으로 수십 년 동안 발견될 가능성이 있음을 의미한다.
페이스는 "이 지역에는 누군가가 들어가 작업을 시작하기를 기다리고 있는 수많은 동굴이 있다"고 말했다.
"이 계곡에는 앞으로 평생 동안 해야 할 일들이 산적해 있습니다."
Provided by University of Utah