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연대 측정의 딜레마 : 고대 사암 속에 화석 나무

저자: Andrew Snelling
번역자: 한국창조과학회 (creation.or.kr)

세계적인 주요한 도시들은 모두 자신들의 독특한 지형과 모습들을 가지고 있다. 호주에서 가장 오래된 도시(1788년에 정착)이며, 가장 큰 도시(350만 명 이상 거주)인 시드니(Sydney)도 예외는 아니다. 시드니는 아름다운 항구, 유명한 다리, 오페라 하우스, 황금 해변 등을 가지고 있으며, 또한 일부 독특하고 특징적인 암석 지층을 가지고 있다.

헉키스버리사암층(Hawkesbury Sandstone)

시드니 북쪽의 헉키스버리 강(Hawkesbury River)을 따라 이름이 지어진 헉키스버리 사암층(Hawkesbury Sandstone)은 시드니 도심의 반경 100km 안에 경관들을 지배하고 있다. 그것은 약 20,000 평방 km(7,700 평방 마일)의 넓이로 250m (820 피트) 이상의 두께로 퇴적되어 놓여져 있는 평탄하고 거대한 사암층이다.1 광물 석영(mineral quartz, 그것은 화학적으로 창 유리(glass)와 매우 유사하고, 강철판(steel file)보다 더 단단하다)2 알갱이들이 대부분인 사암은 단단하고 내구성이 강한 암석으로, 시드니 항으로 들어오는 입구에서 근처 해안선을 따라 서있는 아름다운 절벽(cliffs)을 형성하고 있다.

헉키스버리 사암층의 광범위하고 장엄한 노출에도 불구하고, 그 지층의 기원에 관한 추론은 찰스 다윈(Charles Darwin)까지 거슬러 올라가는 오래된 역사를 가지고 있다.3 헉키스버리 사암층은 하나의 사암층이 전체 두께를 이루고 있는 것보다는 오히려, 세 개의 주요한 암석층 형태로 구성되어 있다. 그 세 암석층은 광역사암(sheet sandstone), 괴상사암(massive sandstone), 비교적 얇은 이암(mudstone) 이다.1 각각은 강력한 홍수에서와 같이 빠른 물의 흐름에서 퇴적되었음을 가리키는 내부 특징들을 가지고 있다.4 예를 들면, 평탄하게 놓여져 있는 사암층에 20° 정도 경사를 가지고 (간혹 6m 높이에 도달) 반복적으로 나있는 줄무늬(전문용어로 사층리(cross-beds)로 알려져 있음)는 격렬한 물의 흐름에 의한 거대한 모래파도(sandwaves)에 의해서 경사지게 쌓여져서 만들어졌을 것이다.

사암 안에서 화석들의 발견은 드물다. 그러나 훌륭한 화석 무덤(fossil graveyards)들이 이암(mudstone)의 여러 렌즈(lenses, 제한된 범위의 렌즈처럼 볼록한) 부위에서 발견되어 왔다.5 많은 다양한 물고기(fish)들과 심지어 상어(shark)까지도 격변에 의한 갑작스런 매몰과 일치하는 형태로 발견되어 왔었다. 그러한 화석무덤들의 일부는 많은 식물(plant) 화석들을 포함하고 있다.

헉키스버리 사암층은 대부분의 지질학자들에 의해 약 2억2,500만년-2억3,000만년 전의 중생대 트라이아스기 중기(Middle Triassic) 시대로 평가되어 오고 있다.1,6,7 이것은 그 안에서 발견된 화석들과, 그 지역(시드니 분지)의 암석지층 순서의 상대적 위치에 의해서 기초된 연대이다. 이들 모두는 지질학자들에 의해서 일반적으로 가정되고 있는 오래된 지구 연대 시간틀에 의해서 위치되었다.

hawkesburyslab

화석나무표본

사암의 단단함과 내구력 때문에, 헉키스버리 사암층은 시드니 도심의 빌딩 군들의 단단한 기반 암석이 될 뿐만이 아니라, 빌딩을 짓는 데 사용된 훌륭한 재료물질이다. 시드니에서 오래된 몇몇 빌딩들은 사암 벽돌들로 벽들이 구성되어 있다. 오늘날 헉키스버리 사암은 주로 장식 목적으로 사용된다.

신선한 사암을 얻기 위해서, 암판(slabs)과 암석덩어리(blocks)은 주의 깊게 채석되어야만 한다. 시드니 북쪽 고스포드(Gosford) 지역에서는 여러 채석장들이 아직도 운영되고 있고, 남서쪽 분다눈(Bundanoon) 근처에는 한 군데의 채석장이 가동되고 있다.

1997년 6월, 분다눈에 있는 채석장에서 헉키스버리 사암 석판이 잘려졌을 때, 큰 손가락 크기의 화석 나무(fossil wood)가 발견되었다 (위의 사진을 보라).8 석화작용(petrifaction)에 의해 적갈색으로 단단하게 되어있었지만, 나무의 원래 특성은 아직도 명백했다. 어떤 속의 식물인지는 확실하지 않았다. 그러나 그것은 헉키스버리 사암층에서는 잘 알려진 잘게 갈라진 잎(forked-frond)을 가지는 씨가 있는 양치류(seed-fern)인 Dicroidium 인 것처럼 보였다.2,7 화석은 아마도 잎의 줄기(stem of a frond)로부터의 나무였다.

방사성탄소(14C) 분석

이 화석 나무는 규산(silica)와 적철광(hematite)으로 포화된 것으로 나타났기 때문에, 어떠한 원래의 유기 탄소가 남아있는지는 불확실하였다. 특별히 그것은 2억2500만년~2억3000만 전으로 추정되는 나무화석이었기 때문이었다. 그럼에도 불구하고, 한 조각의 화석 나무가 방사성탄소(14C) 연대측정을 위해서 미국 보스톤의 케임브리지에 있는 국제적 명성을 가진 인정받는 상업적 실험실인 Geochron Laboratories 에 보내졌다. 이 실험실은 신뢰도가 가장 높은 방사성탄소 연대측정 결과를 나타낸다는 매우 감수성이 높은 가속질량 분석(accelerator mass spectrometry, AMS) 기술을 사용하여 연대를 측정한다. 이 측정기기는 시료에 남아있는 매우 미량의 탄소도 감지해 낼 수 있다.

실험 관계자들에게 실험적 편견을 줄이기 위해서, 이 화석나무가 어디서 나온 것인지, 또는 추정되는 진화론적 연대가 얼마인지는 정확하게 말해지지 않았다. 일상적인 실험 방법에 따라서, 시료(그들의 실험 코드 GX-23644)는 어떠한 탄산염이라도 제거하기 위해서 뜨거운 묽은 염산(hydrochloric acid)으로 처리 되었다. 그리고 그 다음으로 어떠한 부식산(humic acids)이나 다른 유기 오염물질을 제거하기 위해서 뜨거운 묽은 가성소다(caustic soda, 수산화나트륨)로 처리되었다. 세척과 건조 후, 시료는 방사성탄소 분석을 위해 어떠한 이산화탄소(carbon dioxide)도 회수하기 위해서 연소(combusted)되었다.

실험실로부터의 분석 보고는 검출 가능한 방사성탄소(radiocarbon)가 화석 나무에서 발견되었는데, 14C 추정 연대로서 33,720±430 년 BP(before present) 라는 결과를 나타내었다. 이 결과는 실험실 연구자들에 의해서 d13CPDB 값이 -24.0 ‰로 얻어진 후, 13C 보정이 실시되어 얻어진 것이다.9 이 수치는 어떠한 오염에 의한 것이 아니라, 원래 나무의 유기탄소를 나타내는 화석 나무에서의 분석된 탄소와 일치하였다. 물론, 만약 이 나무들이 정말로 2억2500만~2억3000만 년이 되었다면, 유한한 방사성탄소 연대를 얻는다는 것은 불가능해야만 한다. 왜냐하면, 모든 검출 가능한 14C은 주장되는 연대의 극히 작은 일부분인 수십만 년 이내에 붕괴되어 사라졌을 것이기 때문이다. (참고로 14C의 반감기는 5730년 임).

반대자들은 이 화석 나무에서 미량으로 검출된 방사성탄소는 오염에 기인한 것일 수 있다고 주장할 것이 예상된다. 나무들이 매몰된 후 오랜 후인 최근에 미생물과 균류들의 오염에 의한 활동에 의해서 방사성탄소가 만들어졌을 것이라는 주장이다. 그러나 이 실험실과 다른 실험실 관계자들은 그러한 오염 문제는 없었을 것이라고 주저없이 대답한다. 오늘날 곰팡이와 세균들은 그들이 살아가는 유기물질들(organic material)로부터 그들의 탄소를 얻는다. 그들은 대기(atmosphere)로부터 탄소를 얻는 것이 아니다. 그래서 그들은 그들의 숙주(host)와 같은 나이를 갖는다. 더군다나 수행된 실험 방법(이미 앞에서 간략히 소개한 것처럼)은 세포성 조직(cellular tissues)들을 제거하고, 어떠한 곰팡이나 세균에 의한 생성물도 제거하고 있다.

결론

그러므로 이것은 합법적인 방사성탄소 연대측정 결과이다. 그러나, 33,720±430년 BP 라는 방사성탄소 연대는 그 나무를 덮어 싸고 있는 사암층의 연대와 충돌한다. 이 화석나무를 둘러 싸고 있는 헉키스버리 사암층(Hawkesbury Sandstone)의 진화론적 추정 연대는 2억2500만~2억3000만 년이기 때문이다.

방사성탄소 연대측정법으로 화석 나무가 수억 년이 될 수 없음이 입증되었지만, 방사성탄소 연대 측정법은 진실된 연대를 제공하지 않는다. 그러나 이 화석 나무의 방사성탄소 연대는 지구 역사에 대한 창조/홍수(Creation/Flood) 구조틀과 일치하며 기대될 수 있는 수치이다. 단지 대략 4,500여년 전에 격렬한 홍수물에 의해서 모래 속에 격변적으로 묻혔던 이 화석 나무는 예상되는 방사성탄소 양보다 적은 양을 포함하고 있었다. 왜냐하면 당시에는 강력한 자기장(magnetic field)이 지구로 들어오는 우주선(cosmic rays)들을 지금보다 더 잘 막아내고 있었을 것이기 때문이다. 또한 홍수는 막대한 양의 탄소들을 묻어버렸다. 따라서 실험실에서 계산된 14C의 연대 (14C의 대기 중 비율이 과거나 1950년대나 같았을 것이라는 가정에 기초한 연대)는 진실된 연대보다 훨씬 더 오래된 것으로 보이게 했을 것이다.10

정확히 이해된다면, 이 방사성탄소 분석(radiocarbon analysis)은 창세기에 기록된 것처럼 성경적인 젊은 지구(young Earth)와 최근 한 번의 전 지구적 홍수(a recent global Flood)와 완벽하게 일치하는 것이다.

참고 문헌및 메모

  1. P.J. Conaghan, ‘The Hawkesbury Sandstone: gross characteristics and depositional environment,’ NSW Geological Survey Bulletin 26:188–253, 1980. 텍스트로돌아 가기.
  2. J.C. Standard, ‘Hawkesbury Sandstone,’ The Geology of New South Wales, G.H. Packham (ed.), Journal of the Geological Society of Australia 16(1):407–417, 1969. 텍스트로돌아 가기.
  3. C. Darwin, Geological Observations on Volcanic Islands, 1844. Reprinted in: On the Structure and Distribution of Coral Reefs …, G.T. Bettany (ed.), Ward and Lock, London, pp. 155–265, 1890. 텍스트로돌아 가기.
  4. J. Woodford, ‘Rock doctor catches up with our prehistoric surf,’ The Sydney Morning Herald, April 30, 1994, p. 2. 텍스트로돌아 가기.
  5. A.A. Snelling, ‘An exciting Australian fossil fish discovery,’ Creation 10(3):32–36, 1988. 텍스트로돌아 가기.
  6. F.M. Gradstein and J. Ogg, ‘A Phanerozoic time scale,’ Episodes 19(1&2):3–5 and chart, 1996. 텍스트로돌아 가기.
  7. M.E. White, The Greening of Gondwana, Reed Books, Sydney, pp. 135–155, 1986. 텍스트로돌아 가기.
  8. Creation Ministries International is indebted to Mr Stephen Vinicombe, then living in nearby Moss Vale, for this discovery, for sending the sample, and for information supplied in letters. 텍스트로돌아 가기.
  9. d13CPDB denotes the measured difference of the ratio 13C/12C (both stable isotopes) in the sample compared to the PDB (Pee Dee Belemnite) standard?a fossil belemnite (a shellfish classified with octopuses and cuttlefish) in the Pee Dee Formation in the USA. The units used are parts per thousand, written as ‰ or per mil (compared with parts per hundred, written as % or per cent). Organic carbon from the different varieties of life gives different characteristic d13C values. 텍스트로돌아 가기.
  10. Stable 12C would not have been totally replaced in the biosphere after the Flood, whereas 14C would have been regenerated in the atmosphere (from cosmic ray bombardment of nitrogen). So comparing today’s 14C/12C with the 14C/12C in pre-Flood material would yield too high a calibration, resulting in ‘ages’ far too long. 텍스트로돌아 가기.