미스터리 그리스 호미닌 두개골 나는 최소 28만6천 살
인류고생물학연구소(Institut de Paléontologie Humaine)가 주도한 연구는 1960년 발견 이후 연구자들을 당혹스럽게 한 그리스 페트랄로나 동굴Petralona Cave 출토 거의 완전한 두개골 최소 연대를 제시한다.
이 페트랄로나 동굴 두개골 미스터리는 두 가지 흥미로운 미지의 영역을 중심으로 삼는다.
첫째, 이 두개골은 분명히 호모속(Homo)에 속하지만, 네안데르탈인이나 현생 인류와는 확연히 다르다.
다음으로, 두개골 연대 측정은 여전히 어려운데, 이전 추정치는 약 17만 년에서 70만 년으로 나타났다.
Journal of Human Evolution에 게재된 "유럽 인류 진화의 핵심 화석인 페트랄로나 두개골의 새로운 U-시리즈 연대 측정 New U-series dates on the Petralona cranium, a key fossil in European human evolution"이라는 연구에서 연구진은 두개골에서 직접 자란 방해석calcite에 대한 새로운 U-시리즈 연대 측정U-series dates 결과를 제시하여 이 화석의 연대를 결정하는 데 중요한 정보를 제공했다.
U-시리즈 연대 측정법은 우라늄 동위원소uranium isotopes의 자연적 특성을 활용한다.
우라늄은 정확한 반감기를 거쳐 토륨thorium으로 분해된다. 우라늄과 토륨의 비율을 측정하면 이 과정이 시작된 시점을 계산하여 원자적으로 보정된 시작일을 얻을 수 있다.
토양에는 우라늄 동위원소의 환경적 퇴적물이 끊임없이 추가되므로, 토양 자체의 연대를 측정하기 위해 U-시리즈 연대 측정법을 사용할 수 없다. 토양은 서로 다른 시작점에서 반감기가 똑딱거리는 혼합물이기 때문이다.
하지만 동굴 환경에서는 모든 것이 달라진다. 수분이 토양을 통과하면서 우라늄을 포함한 수용성 광물질을 함께 운반하고 토륨은 남게 된다.
이 수분이 동굴 벽에 쌓이면 증발하여 토륨 없이 미량 광물질과 우라늄 동위원소만 남게 되어 딱딱한 잔여물 층을 형성한다.
이러한 딱딱한 퇴적층 내에서 우라늄 동위원소는 토륨으로 계속 분해된다. 토륨은 이제 폐쇄된 시스템 내에서 광물 퇴적층에 의해 고정되어 각 층에는 이 과정이 시작된 날짜가 명시되어 있다.
U-시리즈[우라늄 시리즈] 연대 측정은 가장 안쪽 퇴적층의 우라늄 대 토륨 비율을 분석하여 최초 출현 시기를 결정하고, 그 아래에서 발견되는 모든 것에 대한 최소 현장 시작점을 제공한다.
샘플링에는 두개골의 방해석 코팅calcite coating뿐만 아니라 다양한 동굴 지역의 동굴 종유석speleothems과 방해석 퇴적물, 두개골이 벽에 고정되어 있었다고 알려진 영묘의 방Mausoleum chamber, 그곳으로 이어지는 복도, 그리고 추가 단면이 포함되었다.
두개골의 방해석 껍질에서 얻은 결과는 최소 286,000 ± 9,000년(또는 286 ± 9 ka)의 유한한 연대를 제공한다.
만약 두개골이 처음에 건조하거나 덮여 있었다면, 연대 측정 기법은 습기 노출과 증발을 통해서만 방해석이 형성되기 시작한 시기를 결정할 수 있기 때문에 두개골은 훨씬 더 오래 동굴에 있었을 수 있다.
최대 연대를 계산하기 위해 동굴 요소의 연대가 기본 매개변수가 된다.
영묘 벽의 종유석 베일에서 확인된 연대는 꼭대기가 510 ± 29,000년 전, 내부는 최소 650,000년 이상으로, 동굴이 형성된 후 두개골 피복이 시작되었음을 시사한다.
다르다넬스 해협Dardanelles Passage 지층에서는 410 ± 6,000년보다 오래된 종유석 바닥은 발견되지 않았으며, 더 젊은 층은 228 ± 1,000년 전으로 추정된다.
유적 관련성을 통해 도출된 연대 범위는 두개골이 벽에 부착된 경우 539~277,000년 전으로, 그렇지 않은 경우 410~277,000년 전으로 보고된다.
연구자들은 페트랄로나 호미닌이 호모 사피엔스와 네안데르탈인보다 독특하고 더 원시적인 집단에 속한다고 결론지었으며, 이러한 결과는 유럽 중기 플라이스토세 후기에 진화하는 네안데르탈인 계통과 이러한 집단이 공존했음을 뒷받침한다.
More information: Christophe Falguères et al, New U-series dates on the Petralona cranium, a key fossil in European human evolution, Journal of Human Evolution (2025). DOI: 10.1016/j.jhevol.2025.103732
Journal information: Journal of Human Evolution
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뭐 복잡하게 생각할 것 없다. 문제의 호미닌 두개골이 언제쯤 호미닌인가를 확정하기 위해 그 두개골이 나온 동굴 연대를 측정하고, 무엇보다 그 두개골을 덮은 암석 연대를 측정해서 그 추정치를 얻었다는 것이다.
암석 연대 측정법은 여러 수십 수백 가지가 있는데 이 경우는 우라늄 동위원소 성질을 이용했다 한다. 그렇게 해서 저런 연대를 얻었다는 것이다.