가) 빙하 주변지대의 쌓임층

　백두산과 같은 높은 지대를 제외하고, 우리 나라에서는 빙하의 영향을 직접 받았던 지역이 거의 없는 것으로 현재 연구되고 있다. 그렇지만 추운 기간 동안, 우리 나라의 대부분 지역이 빙하의 주변으로서 기후상의 영향을 받았던 흔적이 나타난다.

　대체로 산비탈 쪽의 쌓임층은 그보다 위에서 흘러내려온 퇴적으로 이루어지며, 그 퇴적 안에는 크고 작은 돌조각들이 섞여 있고, 부분에 따라 언땅트기현상을 함께 지닌 곳도 있다. 한편 산비탈을 벗어난 평지 쪽에는 주로 언땅트기현상에 의한 쐐기모양의 토양구조가 잘 발달하였다.⁰⁴⁵⁾이동영,＜제4기 지질학과 고고학의 공동연구＞(≪선사문화≫2, 1994). 이런 구조는 북한강·남한강·한탄강·임진강·보성강유역 등에서 조사된 구석기유적 언저리에 잘 발달되어 있다.

　우리 나라에서는 후기 갱신세 기간 동안 두 차례에 걸쳐 언땅트기현상이 있었던 것으로 보인다. 언땅트기현상은 따뜻한 시기에⁰⁴⁶⁾이 시기에 이루어진 찰흙에는 고령토(kaolinite)의 성분이 높다(이동영, 위의 글). 쌓인 것으로 보이는 붉은 찰흙층 또는 붉은 갈색 찰흙층에 발달되어 있다. 이러한 현상이 일어난 시기는 산소동위원소 분석자료와 비교할 때, 4기 곧 BP73,910(±2,590)∼58,960(±5,560)년, 그리고 2기 곧 BP24,110(±4,930)∼12,050(±3,140)년 사이의 시기와 대비시킬 수 있다고 추정된다. 북한에서는 아직까지 언땅트기현상에 의하여 이루어진 퇴적층이 보고되지 않은 것으로 생각된다.

　춥고 습한 기후의 영향을 보여주는 것 가운데 하나가 석회암동굴에 쌓인 낙반석이다. 물리풍화작용에 의하여 동굴의 천장이나 벽을 이루었던 석회암이 흔히 겨모양으로 쪼개져 동굴 안에 쌓이게 되는데, 이런 현상은 점말 용굴에서 잘 나타난다.⁰⁴⁷⁾손보기·박영철·한창균,≪점말동굴 발굴보고≫(연세대 박물관, 1980). 따라서 춥고 습한 시기에 쌓인 퇴적층일수록 지층의 두께가 두터워지는 경향이 있다. 그와 같은 특징은 외부 기후의 영향을 직접 받기 쉬운 동굴의 입구 쪽에서 잘 나타난다. 반면에 따뜻하고 습한 시기에는 석회마루층이 발달하고, 동굴 안에 쌓인 퇴적에 화학풍화작용이 영향을 끼친다.⁰⁴⁸⁾이동영, 앞의 글(1994). 동굴 안에 쌓인 흙은 화학풍화작용을 강하게 받을수록 붉은색을 띠는 경향이 짙다.

나) 계단식 언덕(단구)

　따뜻한 기후가 나타나는 동안 바닷물과 강물의 높이가 높아지고, 이러한 물의 영향을 받아 바닷가나 강가에 계단식으로 언덕을 이루는 지형이 발달한다. 물의 작용으로 말미암아 쌓인 자갈과 모래가 특징있게 나타난다. 우리 나라의 동해안 중남부지역에는 약 250만년 전부터 지금까지 높이를 달리하는 계단식 언덕이 지역에 따라 4∼5개 정도 나타난다.⁰⁴⁹⁾포항 남부의 바닷가에 발달되어 있는 계단식 언덕의 지형을 현재의 바닷물 높이와 비교하여 보면 다음과 같다. 제1단구 : 3∼5m, 제2단구 : 10∼15m, 제3단구 : 35∼42m, 제4단구 : 50∼60m, 제5단구 : 70∼80m(이동영, 앞의 글, 1997). 첫째 언덕은 전신세, 둘째 언덕은 후기 갱신세의 마지막 간빙기, 셋째 언덕은 중기 갱신세, 넷째와 다섯째 언덕은 전기 갱신세 이른 시기에 쌓인 것으로 연구되고 있다.⁰⁵⁰⁾이동영, 위의 글.

　우리 나라의 내륙지방에도 계단식 언덕이 발달되어 있다. 함경북도 강안리(동관진),⁰⁵¹⁾德永重康·森 爲三,＜豆滿江沿岸潼關鎭發掘調査報告＞(≪第一次滿蒙學術調査硏究團報告≫2-4, 東京, 1936). 강원도 하화계리,⁰⁵²⁾최복규,＜홍천 하화계리 중석기시대 유적의 조사 연구＞(≪박물관기요≫9, 단국대 중앙박물관, 1993). 경기도 병산리유적⁰⁵³⁾한창균,＜병산리 구석기유적＞(≪선사문화≫4, 1996). 등에서는 둘째 언덕 퇴적층이 잘 나타난다. 그리고 평안남도 승리산동굴과⁰⁵⁴⁾고고학연구소,＜덕천 승리산유적 발굴보고＞(≪유적발굴보고≫11, 1978). 평양 만달리동굴⁰⁵⁵⁾김신규·김교경·백기하·장우진·서국태,≪평양부근 유적발굴보고≫(1985). 등에는 둘째 언덕과 대비되는 강물 퇴적이 들어 있다. 평양시 상원군 용곡리 제1호 동굴 아래에 쌓인 강물 퇴적도 후기 갱신세의 마지막 간빙기 동안에 쌓인 것으로 추정된다.⁰⁵⁶⁾한창균,＜용곡 제1호 동굴유적의 시기구분과 문제점＞(≪박물관기요≫8, 단국대 중앙박물관, 1992).

　계단식 언덕 위에 쌓인 지층에서 구석기시대의 유물이 자주 나오고 있으며, 그 퇴적시기는 대체로 중기 구석기시대 이후에 속하는 것으로 보인다. 몇몇 구석기유적에서 조사된 유적의 퇴적관계는 강가에 자리잡고 있는 구석기시대의 유적을 시기별로 구분하는 데 많은 도움을 준다.

　북한에서는 큰 강줄기의 하류지역을 기준으로 할 때, 하세층은 40∼120m(예 : 오랑천층, Orangchon Formation), 중세층은 20∼90m, 상세층은 10∼40m(예 : 장덕층, Jangdok Formation) 높이에 계단식 언덕이 퇴적되어 있는 것으로 연구되고 있다.⁰⁵⁷⁾림경화·리혜원, 앞의 책.
Academy of Science, Geology of Korea, Foreign Language Book Publishing House, Pyongyang, 1996.

다) 짐승화석

　우리 나라의 갱신세 짐승화석은 석회암지대의 동굴에서 주로 나온다. 우리 나라의 강가나 들판의 토양이 일반으로 산성을 띠고 있기 때문에 시기가 오래 될수록 짐승화석이 보존되어 남아 있는 경우는 거의 없다. 그런데 동굴이 아닌 지역에서 갱신세의 짐승화석이 나오는 곳이 함경북도지방에 분포한다. 황토층이 발달한 강안리유적과 장덕리 일대의 토탄층에서 털코끼리(맘모스)와 같이 추운 지역에 어울려 살았던 짐승화석이 발견되었다. 이 밖의 전신세에 쌓인 조개더미에서 짐승뼈가 나오기도 한다.

　지금까지 우리 나라의 구석기유적에서 발굴된 짐승화석은 대체로 중기 갱신세 늦은 시기 이후에 속하는 것으로 생각된다.⁰⁵⁸⁾만달리 절골에 있는 동굴의 아래층에서 나온 짐승뼈를 가지고 열형광법(TL dating)으로 측정한 값이 BP943,825±21,802년으로 나왔다. 그런데 여기서 나온 동물상은 상원 검은모루유적의 것보다 조금 늦은 시기의 특징을 지니고 있는 것으로 보고되었다(김교경·전영수,＜절골동굴(아래층) 화석산지의 년대＞,≪조선고고연구≫ 1990－1). 현재 북한에서는 검은모루유적의 연대를 100만년 전으로 보고하였지만(김용간,≪조선고고학전서(원시편 : 석기시대)≫, 과학·백과사전종합출판사, 1990), 이 동굴의 퇴적상황을 검토할 때, 그보다 시기가 훨씬 뒤떨어질 것으로 추정된다(한창균,＜북한의 구석기유적 연구＞,≪白山學報≫ 48, 1997). 갱신세에 살다가 지금은 이 땅에서 사라진 종류로는 코뿔이·짧은꼬리원숭이·하이에나·털코끼리 등이 있다. 북한에서는 구석기시대의 늦은 시기에 들어와 현대 動物相의 모습이 뚜렷하게 나타나고, 한반도의 동북지역에 털코끼리－털코뿔이동물상이 이루어졌던 것으로 보고 있다.⁰⁵⁹⁾김신규,＜우리 나라 구석기시대의 포유동물상＞(≪조선고고연구≫1986-2). 이러한 동물상은 전신세에 들어와 자취를 감춘다.

　남한의 점말·금굴·두루봉·구낭굴 등과 북한의 검은모루·승리산·대현동·화천동·만달리·용곡리·청청암·해상 등의 동굴에서 갱신세의 여러 가지 짐승화석이 발굴된 바 있다. 몇몇 유적에서 나온 짐승뼈가 각각의 시기를 특징짓는 표준화석으로 활용되는 경우가 있다. 예를 들어 검은모루유적의 경우, 습들쥐·상원갈밭쥐·상원말·넙적큰뿔사슴 등이 이 유적을 전기 갱신세로 가늠하는 표준화석으로 이용되고 있다.⁰⁶⁰⁾Academy of Science, 앞의 책. 그러나 각 짐승화석의 정확한 種의 감정, 각 종의 시기별 분포, 동굴퇴적의 연대, 당시 자연환경의 배경 등이 설득력 있게 이루어지지 않았기 때문에 그와 같은 짐승뼈를 표준화석으로 설정하기에는 여러 가지 문제를 안고 있다.

라) 꽃가루분석

　갱신세의 꽃가루분석은 구석기유적을 중심으로 이루어지고 있다. 주로 석회암지대의 동굴유적에 쌓인 퇴적층에서 분석이 실시되었고, 털코끼리가 나온 장덕리의 토탄층에서도 분석결과가 발표되었다. 지금까지 한반도에서 이루어진 꽃가루분석작업은 대체로 후기 갱신세(또는 중기 갱신세 늦은 시기)와 전신세에 쌓인 지층에서 실시되고 있다. 석회암지대의 동굴퇴적 또는 강가나 바닷가에 쌓인 토탄층에서 꽃가루분석이 주로 이루어지고 있다.

　마지막 빙하기의 이른 시기로 추정되는 꽃가루분석이 경상남도 거창군 가조분지에서 이루어졌다. 이 곳에는 추운 기후에 어울려 사는 가문비나무(Picea)와 자작나무(Betula) 종류의 비율이 높게 나왔다.⁰⁶¹⁾조화룡·장　호·이종남,＜가조분지의 지형발달＞(≪한국제4기학회지≫1, 1987). 마지막 빙하기 늦은 시기로 보이는 장덕리유적의 꽃가루분석자료는 당시 이 일대에 초원지대가 발달하였고, 지금보다 한랭하고 습한 기후가 형성되었음을 알려준다.⁰⁶²⁾박준석·최현모,＜털코끼리가 발견된 함북 화대군 장덕리 4기층의 층서와 고지리적 환경에 대한 고찰＞(≪문화유산≫1962－4). 용곡 제1호 동굴의 아래층에서는 따뜻한 기후를 좋아하는 수삼나무(Metasequoia), 솔송나무(Tsuga) 등의 꽃가루가 나오기도 하였다.⁰⁶³⁾전제헌·윤　진·김근식·류정길,≪룡곡동굴유적≫(1986). 황해북도 평산군 해상동굴의 퇴적층에서 습하고 따뜻한 것을 좋아하는 날개호두(Pterocarya), 풍향나무(Liguidambar) 등의 꽃가루가 나왔는데, 이 퇴적층의 형성시기는 아직까지 분명하게 드러나지 않았다.⁰⁶⁴⁾습하고 따뜻한 것을 좋아하는 꽃가루 종류가 나오는 점을 들어, 해상동굴의 퇴적층 형성이 전기 갱신세에 가까운 것으로 보고 있는데(김홍걸, ＜평산군 해상동굴 퇴적층의 포자－화분조합에 대한 고찰＞,≪조선고고연구≫ 1992－2), 북한에서는 대체로 중기 갱신세 후기에 속하는 것으로 다루고 있다(김용간,≪조선의 구석기시대≫, 사회과학출판사, 1984).

　중기 갱신세의 따뜻했던 어느 한 시기에 쌓인 것으로 추정된 두루봉 2굴의 지층에서는 소나무(Pinus)와 오리나무(Alnus)의 꽃가루가 많이 나왔다.⁰⁶⁵⁾이융조,≪청원 두루봉동굴 구석기유적 발굴보고서≫I (충북대 박물관, 1983).

　후기 갱신세로 보이는 점말 용굴의 퇴적에서 나온 꽃가루를 분석한 결과는 빙하기라 할지라도 이 지역 일대에 아주 심한 추위가 닥쳐오지 않았음을 알려주며, 이러한 점은 나무숯의 연구에 의하여 뒷받침되었다.⁰⁶⁶⁾손보기,＜한국 구석기시대의 자연＞(≪한불연구≫1, 1974).
―――,＜한국 구석기문화의 연구＞(≪韓國史硏究≫19, 1978).

　후기 갱신세의 늦은 시기에 해당하는 수양개유적의 지층에서는 춥고 습한 기후에 어울려 사는 꽃가루 종류가 많이 나왔고, 이런 환경 속에서 소나무와 같은 나무의 성장상태가 좋지 않았음을 보여주는 나무숯이 조사되었다.⁰⁶⁷⁾이융조,＜한강유역의 구석기문화＞(≪先史와 古代≫1, 1991).

　대체로 전신세의 식물상은 오늘날과 비교해서 큰 차이가 없는 것으로 나타난다.

마) 이웃 나라의 기후변화－중국

　우리 나라의 제4기에 대한 연구성과가 적기 때문에 지금까지 나온 자료만 갖고서는 우리 나라 제4기의 기후변화를 짜임새 있게 서술하기란 매우 어렵다. 특히 연대가 올라가는 시기일수록 아직까지 밝혀 내지 못한 문제점이 많다. 비록 우리 나라의 경우는 아니지만, 우리와 비교적 가까이 있는 지역에서 이루어진 연구성과는 우리 나라의 제4기를 이해하는 데 도움을 줄 수 있다고 생각된다. 그 보기로 중국을 들어 알아보기로 하겠다. 다음에 서술하는 내용은 중국에서 일어난 커다란 기후변화의 물결을 9단계로 묶은 것이며, 전체 9단계 안에 크고 작은 변화가 27차례 있었다.⁰⁶⁸⁾그러나 중국에서도 학자에 따라 248만년 전 이후에 일어난 기후변화의 시기구분과 횟수에는 차이를 달리하기도 한다(Tong, G., and S. Shao, The Evolution of Quaternary Climate in China, Z. Zhang, ed., The Quaternary of China, China Ocean Press, Beijing, 1991).

① 첫번째 단계(BP2.48∼2.3Ma⁰⁶⁹⁾Ma는 백만년을 가리키는 단위임.) : 제3기 말의 上新世(Pliocene)에 비하여 추워지기 시작함. 후기로 가면서 따뜻하게 변함. 티베트고원에 빙하가 나타남. ② 두번째 단계(BP2.3∼2Ma) : 초기는 추웠고 후기는 따뜻함. 전체로 보아 온난하고 습했음. 북중국에 초원지대가 늘어남. ③ 세번째 단계(BP2∼1.7Ma) : 전기 갱신세 기간 동안 가장 따뜻하고 습했던 시기로서, 초기에는 습하고 추웠으나 후기에는 습하고 따뜻했음. ④ 네번째 단계(BP1.7∼1.4Ma) : 초기에는 온도가 낮았으나 후기에는 따뜻해짐. 메마른 기후가 나타나기 시작함. ⑤ 다섯번째 단계(BP1.4∼1.1Ma) : 초기의 추운 기후가 오래 지속되고, 후기에는 추운 기후와 따뜻한 기후가 되풀이됨. 북중국지역의 춥고 메마른 기후로 인하여 삼림이 줄어들자 그 곳에 살던 많은 젖먹이동물들이 남쪽으로 이동. ⑥ 여섯번째 단계(BP1.1∼0.8Ma) : 전기 갱신세 기간 동안 가장 메마르고 추웠던 시기. 후기(BP0.9∼0.8Ma)에 들어와 더 추워져서 북중국이 빙하의 주변지대 환경(periglacial environment)으로 바뀌고, 할빈과 주구점에서 언땅트기현상에 의한 쐐기모양의 토양구조(ice-wedge)가 발견되며, 오늘날보다 약 11∼12℃가 낮았던 것으로 추정됨. ⑦ 일곱번째 단계(BP0.8∼0.5Ma) : 따뜻하고 비교적 습했음. 초기에는 따뜻하고 후기에는 습함. 기후변화가 자주 있었던 것은 아니지만 그 변동의 폭이 큼. 추울 때는 빙하가 티베트 남부지방의 산기슭 아래까지 확장됨. ⑧ 여덟번째 단계(BP0.5∼0.2Ma) : 덥고 조금 메마른 기후가 특징을 이루는 가운데 메마른－습한 기후의 변화가 자주 일어남. 초기에는 춥고 후기에는 더웠음. 　◦ BP0.5∼0.4Ma : 비교적 추웠음. 주구점동굴에는 물리풍화작용을 받은 퇴적물이 쌓임. 　◦ BP0.4∼0.2Ma : 따뜻하고 습함. 따뜻한 것을 좋아하는 주구점동물군이 요동반도 쪽으로 퍼짐. 오늘날보다 3∼4℃ 높은 것으로 추정됨. ⑨ 아홉번째 단계(BP0.2Ma∼현재) : 메마르고 추운 가운데 메마른－습한 그리고 추운－따뜻한 기후변화가 나타남. 　◦ BP200∼150Ka⁰⁷⁰⁾Ka는 천년을 가리키는 단위임. : 메마르고 추웠음. 　◦ BP150∼90Ka : 후기 갱신세 기간 동안, 가장 따뜻하고 습했던 시기. 오늘날보다 2∼3℃ 높고, 지역에 따라 황해의 바닷물이 지금보다 5∼7m 높았음. 　◦ BP90∼50Ka : 초기에는 온난하고 후기에는 메마르고 추웠음. BP70∼53Ka 사이, 북중국에 툰드라와 초원지대가 발달하고, 온도는 지금보다 약 10℃ 낮았고, 황해의 바닷물이 현재보다 50∼60m 낮아짐. 　◦ BP50∼10Ka : 후기 갱신세 기간 동안, 가장 메마르고 추웠던 시기. BP23Ka 무렵, 기후가 급격하게 나빠지고, 북중국에 사막 툰드라(desert tundra) 또는 초원지대가 나타나며, 현재보다 약 12℃ 낮음. BP21∼12Ka 사이에 바닷물 높이가 지금보다 150m까지 낮아짐. BP13Ka 이후 추위가 조금씩 풀리기 시작. 　◦ BP10∼7.5Ka : 기후가 온난하게 바뀜. 초기에는 추웠으나 후기에는 비교적 따뜻하고 습함. 전신세가 시작하는 시기. 　◦ BP7.5∼5Ka : 전신세 기간 동안 가장 기후가 따뜻했던 시기. 지금보다 4∼5℃ 정도 높았음. 　◦ BP5.0∼2.5Ka : 앞 시기보다 메마르고 추워짐. 　◦ BP2.5Ka∼현재 : 온도가 낮고 메마른 시기.

　248만년 전부터 지금까지 중국에서 일어난 9단계의 커다란 기후변화를 살펴보았다. 이 가운데 248∼140만년 사이는 따뜻한 기후가 우세하였고, 140∼80만년 사이는 추운 기후가 우세하였고, 80∼20만년 사이는 따뜻한 기후가 우세하였으며, 20만년 전 이후로는 추운 기후가 우세한 것으로 나타난다.