Explore
Click here to view CMI's position on climate change.
Also Available in:

라테라이트(홍토)는 형성되는 데에 1백만 년이 걸렸는가?

저자:
번역자: 한국창조과학회 (creation.or.kr)

오래된 지구 연대론자들의 공통적 주장은 ‘라테라이트 토양’(lateritic soils, 철분과 알루미늄 등을 많이 포함하는 붉은 토양층. 홍토)은 고도로 풍화된 토양이라는 것이다. 즉, 일반적으로 느린 화학적 풍화작용을 통해 형성되었다는 것이다. 다시 말해 1m의 홍토가 형성되는 데에 수백만 년이 걸릴 수 있다는 의미이다.

라테라이트 형성의 표준 이야기

laterite
그림 1. 이상적인 라테라이트 프로파일(lateritic profile)의 측면 모습은 비교적 단순하고, 반복 가능하다.

이러한 유형의 토양은 옥시졸(Oxisols)과 울티졸(Ultisols)로 알려져 있다. 호주에서는 페로졸(Ferrosols)과 레드칸도졸(Red Kandosols)로 알려져 있으며, 이 토양의 오래된 이름은 크라스노젬(Krasnozems)과 라테라이트 토양(lateritic soil)이다. 그러나 이 토양들에 여러 타입들이 있지만, 그들의 기원은 꽤 유사하다. 표준 이야기는 이런 식으로 진행 된다 : 축축한 열대 지방(아열대 지방)의 기후에서, 규산염(silicates)과 같은 광물이 천천히 용해되어 토양으로 침출되었고, 주요 토양 성분으로 불용성의 철(iron)과 보헤마이트(aluminium oxyhydroxides, boehmite)를 남겨놓는다. 이들 토양은 ”라테라이트 프로파일(lateritic profile)”(그림 1)으로 알려진 것의 일부를 형성한다. 이는 다소 변경될 수 있다. 예로, 만약 비교적 적은 강수량의 기후라면, 이 과정은 수백만 년에 걸쳐 더 느리게 일어난다고 생각한다.1 따라서 이들 토양은 '매우 풍화되었다(성숙해졌다)‘고 말해진다. 왜냐하면, 그들은 원래 상태인 것처럼 보이는 것에서 꽤 극적으로 변화될 수 있었기 때문이다. 이 유형의 토양에서 상당한 화학적 변화로 인해, 오래된 연대 주장자들은 수백만 년의 연대를 가정하고 있는 것이다.

진화론적 표준 이야기의 문제점

이 이야기의 첫 번째 문제는 아무도 성숙한 울티졸 또는 옥시졸이 형성되는 것을 실제로 관찰하지 못했다는 것이다. 따라서 그들의 형성에 필요한 시간 추정치는 과거에 대한 한 가정에 의존하고 있다. 토양 형성률을 직접 측정하여 연대를 구한 경우는 없다. 오히려 추정 연대와 토양 형성률은 일반적으로 토양 또는 관련 화산암의 구성 성분에 대한 몇몇 종류의 법의학적 연대측정방법 이나1, 화석의 연대로 추론된 것이지, 토양 형성을 직접 측정한 것이 아니다.

때로는 '고전적' 라테라이트 형성 조건을 가정한 실험실 실험에서도, 라테라이트 형성 속도(옥시 졸/울티솔 포함)는 30cm의 토양이 형성되는 데 1백만 년이 걸릴 것이라는 견해에 기초하여 추정되고 있다.2 그러나 이러한 측정된 속도조차도, 현장에서 여러 반대 사례들에 직면해 있다. ”호주의 다윈(Darwin) 해안에 있는 라테타이트는 지속적으로 형성되고 있었는데, 자동차 차체와 다른 파편들을 포함하고 있었다.”3 이것은 하나의 시스템적 문제점으로, 관찰되는 토양 형성(및 화학 풍화4)은 오래된 지구론자들이 가정하는 것보다 일반적으로 빠른 속도로 진행된다는 것이다.5,6,7 더군다나 토양 형성은 선형적(일차 함수적) 비율로 일어나는 것보다는, 빠르게 시작되었다가, 시간이 지나면서 점진적으로 느려지는, 비선형적 비율로 일어난다.5 그러므로 토양 형성률이 진짜라 하더라도, 옥시졸과 같이 오늘날 많은 '안정적인' 토양에서 측정되고 있는 것의 대부분은 실제로 역사적 평균치가 아니라, 역사적 최소치인 것이다.

그 실험의 또 다른 문제점은 그들이 가정하고 있는 조건이다. 그 실험에 대한 분석에서 나혼(Nahon)은 격변적 상황의 가능성을 고려하지 않았다. 예를 들어 암반의 열수 변질(hydrothermal alteration)에 기인한 철(Fe)와 알루미늄(Al)의 풍부함은 고려되지 않았다. 고토양학자(paleopedologist)인 그레고리 레탈락(Gregory Retallack) 박사는 경고한다 :

”알루미늄의 풍부함은 열수 변질과 풍화작용 둘 모두에 기인할 수 있다. 그래서 고도로 변형된 알루미늄 광석(보크사이트, bauxite)와 매우 오래된 암층(terranes)을 해석하는데 주의를 기울여야만 한다.”8

경쟁적 프레임의 맥락에서, 특히 레탈락이 이 논평을 쓴 이래로, 이것은 Fe와 Al이 풍부한 모든 경우에 적용될 수 있다고 나는 제안한다.

그러나 나혼은 이러한 라테라이트가 잔존할 수 있다는 사실을 인정하고 있다. 이것은 라테라이트 프로파일(그 위에 있는 토양을 포함)의 연대측정을 복잡하게 만든다. 그러나 모물질의 초기 조건에 대한 문제는 창세기 홍수에 비추어 볼 때 새로운 의미를 갖는다. 대부분의 오래된 지구 연대론자들은 이들 토양의 모물질에 대한 초기 조건은 기반암을 변경시키지는 않았다고 가정하는(홍수 설명과는 적합하지 않은 가정) 경향이 있다. 레탈락이 말했듯이, Al과 Fe 풍부함의 원인으로서 열수 변질과, 풍화작용을 분리하는 것은 까다로울 수 있다. 더욱이 보크사이트가 토양 형성을 통해서가 아니라, 지질학적으로 확실히 형성되었다는 곳에서, 보크사이트 퇴적과 같은 추정되는 옥시졸의 '고토양'의 예들이 있다.9,10

실제로, 많은 경우에서 토양의 모물질과 표토 사이에는 관계가 없을 수 있다. 클레브버그와 밴디(Klevberg and Bandy)는 쓰고 있었다 :

”기후에 대한 반응으로 후성적 경로를 결정하는데 많은 노력들이 있었지만, 북미 토양에서 확인된 많은 물리학은 모물질과 표토 사이에는 관련이 없는 것처럼 보인다.”11

이것은 토양의 많은 물질들이 현장에서 풍화로 만들어졌다기 보다는, 운반에 의한 것일 가능성이 높다는 것을 의미한다.

전형적인 라테라이트 이야기의 또 다른 문제점은 옥시졸과 울티졸의 지리학적 분포이다. 많은 것들이 (또는 진화론적 틀에 의한 보크사이트와 라테라이트 고토양의 경우) 그들의 형성에 대한 전통적인 이야기에 도움이 되지 않는 기후에 위치하고 있다는 것이다.12 이것은 호주 동남부의 많은 울티졸에서도 마찬가지이다. 이 경우 많은 연구자들은 이들 토양이 다른 곳에서부터 와서 퇴적되었거나, 이미 풍화된 기반암에서 발달되었다고 제안한다.

다른 해결책?

진화 과학자들은 열대기후에서 형성되었다는 고전적인 라테라이트 프로파일(그리고 옥시졸과 울티솔)은 수정하려고 하지 않는 것처럼 보인다. 웨이파 보크사이트(Weipa Bauxite)의 기원으로서 퇴적(deposition)이 제안되어왔었다.13 웨이파는 전형적인 기후 그림과 완벽하게 어울린다. 그렇다면 왜 퇴적을 제안했던 것일까? 연구자들은 한 가지 사실을 말하고 있었다 :

”어떻게 3m 두께의 느슨한 피솔리트(pisoliths)가 약 11,000km2의 지역에서 풍화작용으로 본래의 장소에서 형성될 수 있었는지를 생각해본다면, 우리가 그 기원에 대해서 갖고 있는 문제를 즉시 인식할 수 있을 것이다.”

이것은 연구자들이 대안적 설명(대격변적 형성, 또는 적어도 더 격변적 형성)을 찾고 있는, 최근의 문헌들에 있는 많은 징후들 중 하나이다. 왜냐하면 라테라이트와 보크사이트를 설명하는, 전통적인 ”본래 있던 장소에서의 풍화작용”이라는 설명은 적합해보이지 않기 때문이다.14,15

물론 새로운 가설도 여전히 ”장구한 시간” 맥락에서 말해지고 있지만, 대홍수 모델로 그것을 설명할 수 있는 여지가 있다. 그것은 근본적으로 라테라이트 물질이 강 골짜기 안의 용액으로 철분의 측면 이동을 통해(전통적 이야기의 수직 운동과는 반대로) 형성되었다고 가정하는 것이다. 그들은 그곳에서 굳어졌고, 주변의 광범위한 침식이 일어났고, 메사(mesas, 테이블처럼 위는 평탄하고 가장자리는 가파른 사면으로 된 지형)들 위에 라테라이트 견고피각(lateritic duricrusts)를 남겨놓았다는 것이다. 이것은 강 계곡의 장구한 시간 틀 내에서 다소 그럴듯하게 들리지만, 웨이파 고원(Weipa Plateau)의 보크사이트 매장의 크기를 설명하는데 여전히 어려움이 있다. 그러나 홍수라는 특별한 조건은 Al 및 Fe가 풍부한 광물의 빠른 생산에 필요한 열수 및 화학적 조건을 제공하고, 그러한 물질의 대량 이동을 가능하게 하며, 홍수 후반 단계에서 웨이파 고원 크기의 고원과 거대한 라테라이트 메사를 만들 수 있는, 구조 역전을 일으키는 대규모 메커니즘을 제공할 수 있다.

토양으로 울티졸과 옥시졸의 경우, 그것들의 형성은 아마도 기후보다는, 홍수 후 모재(parent material)의 초기 상태에 더 의존하는 것으로 보인다. 이 부모물질은 홍수 동안 열수 용액(hydrothermal solutions)에 의해서 화학적으로 변했을 가능성이 크다. 게다가 기후는 홍수 직후에 아마도 더 축축했을 것이고, 지표면 또는 근처에는 여전히 많은 물과 잔여 유기물들이 남아 있었을 것이기 때문에, 토양 형성 메커니즘은 아마도 지금보다 훨씬 빨리 작동됐을 것이다.16

결론

최근에 발표된 토양에 관한 논문들은 창세기 홍수 틀 안에서 울티졸과 옥시졸의 형성에 대한 가능성 있는 해결책을 제시한다. 분명 이것에 관해 더 많은 연구가 필요하지만, 라테라이트와 보크사이트 형성에 관한 최근 논문들의 일반적인 방향은 고무적이다. 그것은 이러한 유형의 토양에 관한 오래된 지구론자들의 ”전통적인” 추정을 반박하는데 도움이 될 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 다소 수수께끼 같은 이들 토양에 대한 성경적 설명을 제공하는 방법을 제시해주고 있다.

참고 문헌및 메모

  1. Pillans, B., Soil development at snail’s pace: evidence from a 6 Ma soil chronosequence on basalt in north Queensland, Australia, Geoderma 80:117–128, 1997. This case doesn’t actually involve a ‘mature’ Oxisol as the end product, but the most ‘mature’ soil in this analysis is an oxic Inceptisol, and so was not even developed enough to be labelled a true Oxisol yet! This would imply that if soil development continued at the pace inferred in this study, it would take tens of millions of years to produce a true Oxisol. 텍스트로돌아 가기.
  2. Nahon, D.B., Evolution of iron crusts in tropical landscapes; in: Colman, S.M. and Dethier, D.P. (Eds.), Rates of chemical weathering of rocks and minerals, Academic Press, San Diego, CA, p. 183–186, 1986. 텍스트로돌아 가기.
  3. Retallack, G.J., Lateritization and bauxitization events, Economic Geology 105:655–667, 2010. 텍스트로돌아 가기.
  4. Yoo, K. and Mudd, S.M., Discrepancy between mineral residence time and soil age: implications for the interpretation of chemical weathering rates, Geology 36(1):35–38, 2008. 텍스트로돌아 가기.
  5. Jenny, H., Factors of Soil Formation: A system of quantitative pedology, Dover, New York, pp. 31–51, 1994. 텍스트로돌아 가기.
  6. Klevberg, P. and Bandy, R., Postdiluvial soil formation and the question of time part I—pedogenesis, CRSQ 39(4):252–268, 2003. 텍스트로돌아 가기.
  7. Klevberg, P. and Bandy, R., Postdiluvial soil formation and the question of time part II— time, CRSQ 40(2):99–116, 2003. 텍스트로돌아 가기.
  8. Retallack, G.J., Soils of the Past, 2nd edn, Blackwell Science, Oxford, pp. 239–240, 2001. 텍스트로돌아 가기.
  9. Oard, M.J., What can 10,000 dinosaur bones in a bauxite lens tell us? J. Creation 13(1):8–9, 1999. 텍스트로돌아 가기.
  10. Silvestru, E., The riddle of paleokarst solved, J. Creation 15(3):105–114, 2001. 텍스트로돌아 가기.
  11. Klevberg and Bandy, ref. 7, p. 105. 텍스트로돌아 가기.
  12. Woodmorappe, J. and Oard, M.J., Field studies in the Columbia River basalt, Northwest USA, J. Creation 16(1):103–110, 2002. 텍스트로돌아 가기.
  13. Taylor, G. and Eggleton, T., ‘Little balls’: the origin of the Weipa bauxite; in: Roach, I.C. (Ed.), Regolith 2004, CRC LEME, pp. 350–354, 2004; crcleme.org.au. 텍스트로돌아 가기.
  14. Taylor, G. and Eggleton, T., All pisolithic bauxite deposits are transported—Really? Australian Regolith and Clays Conference Mildura 7–10 February 2012; www.smectech.com.au. 텍스트로돌아 가기.
  15. Ollier, C.D. and Sheth, H.C., The High Deccan duricrusts of India and their significance for the ‘laterite’ issue, J. Earth Syst. Sci. 117(5):537–555, 2008. 텍스트로돌아 가기.
  16. This section is largely based on Klevberg and Bandy’s two-part paper referenced above, of which a summary can be found in Klevberg, P. and Bandy, R., Do soils indicate long ages? in: Oard, M. and Reed, J.K. (Eds.), Rock Solid Answers, Master Books, Green Forest, AR, pp. 63–92, 2009. 텍스트로돌아 가기.