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사천 자혜리 갯지렁이 화석산지는 사천시 서포면 산29번지의 앞바다의 국가 소유의 공유수면으로 공유수면 안의 지정구역 100㎡, 보호구역 200㎡내의 화석갯지렁이초 즉 바닷속에 있는 화석으로 굳은 바윗덩어리를 말한다. 이 바다 속의 화석 바윗덩어리는 중생대층(1억8200만년전)의 갯지렁이 화석 바윗덩어리로 세계적으로도 희귀한 자료이며 한반도의 중생대 자연환경의 연구에 중요한 학술적 자료이다. 중생대란 지질시대의 한 구분을 말하며 고생대의 다음, 신생대의 앞 시대로써 약1억8200만년전 시대로서 트라이아스기, 백악기로 나눈다.
식물에서는 활엽수가 나고 소철류·양치류 등의 나자식물이 번성하였고, 동물로는 거대한 공룡·어룡 등이 출현하고 파충류를 비롯하여 양서류·경골어·연골어·암모나이트(ammonite:화석조개)등이 번성하였다고 한다. 사천 자혜리 갯지렁이 화석산지는 이와 같은 시기에 형성된 화석갯지렁이 바위로 중생대 자연환경 연구에 중요한 자료가 되므로 도지정기념물로 2002년 6월7일 지정되어 관리하고 있다.