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방사성동위원소 연대측정의 돌파구

저자: Carl Wieland, Australia
번역자: 한국어창조과학회 (creation.or.kr)

몇 년 전에, 선도적인 역할을 하고 있는 몇몇 창조론 지질학자와 물리학자들은 방사성연대와 지구나이(Radioactivity and the Age of The Earth, RATE)에 관한 상세한 연구 프로젝트를 시작했다. 이 RATE 프로젝트는 ICR (Institute for Creation Research), CRS (Creation Research Society of USA), Creation Ministries International (CMI) 모임들 간의 연합 탐사로 시작했다.1

2003 ICC (International Conference on Creationism, 국제 창조론 회의)에서 중요한 논문들을 발표함으로서, RATE는 이 분야에서 진정한 변화의 돌파구를 제시하며, 확실히 진보를 거듭하고 있다.

‘고대’ 화강암의연대는생각보다훨씬젊다.

물리학자인 러셀 험프리(Russell Humphreys, 그는 현재 ICR의 전임연구원 임) 박사가 샌디아 국립 연구소(Sandia National Laboratories)에 일하고 있을 때, 그와 바움가드너(John Baumgardner, 아직도 Los Alamos 국립 연구소에 있는) 박사는, 왜 방사성동위원소 연대측정(radiometric dating)이 수천만 년이나 수십억 년을 일관되게 나타내고 있는지에 대한 수수께끼의 해답을 어느 방향으로 이끌지에 대한 확신이 있는 사람들이었다.

다른 이들은 그 해답을 마그마가 흘러들어가 위치하고 결정화가 되는 방법에 의해서 원인된 형태(pattern)와 같은 지질학적인 과정(geological processes)들에서 발견하려고 노력해왔었다.2,3 이것은 일부의 경우에 그 해답이 될 수 있을 것이다. 그러나 험프리와 바움가드너 박사는 다른 경우들에서 엄청난 양의 방사능 붕괴가 정말로 발생했었다는 것을 제시하는 많은 독립적인 증거들이 있다는 것을 깨달았다. (이것은 ‘표준’ 방사성 동위원소 연대측정, 성숙한 우라늄 방사성후광(radiohalos), 그리고 핵분열 추적 연대측정(fission track dating)에서 사용되는 원소들의 다양성 등을 포함한다). 단지 지질학적 과정만으로 이러한 모든 것들을 완전히 설명할 수 있다는 것은 상상하기 어렵다. 오히려, 핵붕괴 과정 자체와 관련된 해답이 있는 것처럼 보였다.

하나님의 말씀인 성경에 의하면, 그러한 방대한 양의 방사성 붕괴과정이 제시하고 있는 수십억 년이라는 시간은 흐르지 않았다. 그래서 그렇게 일정하면서 천천히 일어나는 붕괴 과정이 있었다는 가정은 틀렸음이 명백하다. 아마도 창조 주간(Creation Week)에, 또는 그것과는 별개로 대홍수 기간에 일어난 거대한 폭발과 관련하여 가속화된 붕괴(accelerated decay)가 발생하였음에 틀림없다.

극적으로 가속화된 붕괴에 대한 적어도 하나의 강력하면서도 확실한 증거는 지르콘(zircons) 광물에 남아있는 헬륨(helium retention)에 관한 젠트리(Robert Gentry) 박사의 결과에서 찾아볼 수 있다. 그 획기적인 RATE 논문은4 어렵고 기술적인 내용이지만, 다음과 같이 요약될 수 있다

  • 우라늄(uranium)이 납(lead)으로 붕괴될 때, 이 붕괴 과정의 부산물(by-product)로 헬륨(helium)이 생성되는데, 헬륨은 매우 가볍고 비활성 기체로서, 이것은 암석으로부터 쉽게 빠져나가 버린다.

  • 지르콘(zircons)이라 불리는 어떤 결정(crystals)들은 매우 깊은 화강암(deep granites) 안으로 시추(drilling)하였을 때 얻어지는데, 부분적으로 납으로 붕괴되고 있는 우라늄을 포함하고 있다.

  • 만약 붕괴속도가 일정하였다면, 이들 결정 안에 있는 우라늄과 방사성 납(radiogenic lead)의 양을 측정함으로써, 대략 15억년 정도 되었다 등과 같이 연대를 산출해 낼 수 있다 (이것은 지르콘이 발견되어진 화강암에 부여된 지질학적 연대와 일치해야 한다).

  • 그러나 ‘15억 년의 붕괴과정 동안’ 지르콘 결정에 아직도 상당한 양의 헬륨이 남아 있다는 것이었다. 이것은 헬륨같이 작고 가벼운 비활성 원자들은 결정에서 쉽게 빠져 나갈 수 있다는 사실을 고려해 볼 때 광대한 시간의 경과를 주장하는 학자들을 당황하게 하였다. 그러한 오랜 기간동안의 붕괴 과정을 거쳤다면, 그 과정동안 헬륨이 결정에서 빠져나가는 것이 그 안에 축적되는 것보다 훨씬 유리할 것이기 때문에, 확실히 남아있는 헬륨은 많은 양이 아니어야 한다는 것이다.

  • 위에서 제시한 결과를 논하기 위해서는, 물론 헬륨이 지르콘으로부터 새어나가는 비율을 실제로 측정하는 것이 중요할 것이다. RATE의 논문 중에 하나는 이것을 다룬 것이었다. 그 비율을 측정하기위해 광물들부터 헬륨 확산(diffusion)을 측정하는 국제적인 전문가에게 표본이 보내졌다 (그것이 창조론자의 프로젝트라는 어떤 암시도 없이). 그들의 일관적인 대답은 헬륨이 광범위한 온도 범위에서 진짜로 빠른 속도로 스며나감(seep out)을 제시했다. 사실 이러한 결과는, 빠져 나가지 않고 여전히 지르콘 결정 내에 갇혀있는 헬륨으로 보건데, 이들 결정들의 나이는 14,000 년보다 많을 수 없다는 것을 나타내었다. (그리고 이것은 선캄브리아기의 화강암이기 때문에 함축적으로 이 암석의 나이는 곧 지구의 나이가 되겠다). 바꾸어 말하면, 단지 수천 년 동안에 15억 년 동안 일어날 방사성 붕괴가 발생했다는 것이다. 흥미롭게도 이 자료는 다시 정밀히 계산되었는데 5,680(±2,000)년을 나타내었다.

이 논문은 오래된 연대 신봉자들이 이러한 강력한 증거를 비켜 나가기 위해 몸부림칠 여러 수단들까지도 검토하고 있다. 그러나 오래된 연대 신봉자들이 이러한 충격적인 결과를 얻는 데에 사용했던 기술들에 심각한 결함이 있다는 것을 제시할 수 없다면, 그들에게는 거의 희망이 없어 보인다.

방사성탄소에관한더놀라운사실들!

또 다른 극적인 과학적 돌파구(breakthrough, 새로운 발견)는 방사성탄소(radiocarbon)와 관련한 것이다. 방사성탄소(carbon-14, 14C)는 석탄, 기름, 가스 등 수백만 년이 되었다고 추정되는 표본들에서도 신뢰할 수 있는 것으로 오랫동안 알려져 왔었다. 그러나 짧은 반감기(약 5,730년) 때문에 14C 는 기껏해야 수 만년 안에 완전히 붕괴되어 사라져야만 한다.5 CMI는 수 년에 걸쳐 오래된 지질 장소에서 얻어진 다수의 나무 표본들(예를 들어 쥐라기 화석, 트라이아스기 사암 안의 표본, 그리고 제3기 현무암에 의해서 구워진 표본)에 대한 연구비를 지원하며 연구를 수행해왔으며(그 당시 지질학자 스넬링(Andrew Snelling) 박사가 결합했었다), 이러한 연구들에 대한 결과들을 창조(Creation) 지와 Journal of Creation 에 출판하였었다. 각각의 경우에 오염의 가능성을 제거하면, 결과는 모두 수천년 이내였다. 즉, 14C 이 더 이상 존재하지 않아야하는 곳에 14C 은 존재했다. 이들 결과들은 나머지 RATE 팀들이 14C를 더 깊이 연구하도록 용기를 북돋았으며, 창조과학자인 의사 폴 짐(Paul Giem) 박사가 14C에 관한 문헌자료들을 조사하는 결과로 이어졌다.

또 다른 매우 중요한 논문에서, RATE 그룹의 과학자들은 관련 사실들을 요약하였고, 한 단계 더 나아간 실험 자료들을 제공했다.6 결론은 사실상 모든 생물학적 표본들은 아무리 오래되었다고 하더라도 측정 가능한 양의 14C 을 보인다는 것이다. 이것은 매장된 모든 생물체들의 나이가 250,000 년(최대 한계)을 넘지 않는다는 것이다. (대홍수 이전에는 정상탄소에 대한 방사성탄소의 비율이 훨씬 낮았을 가능성을 고려한다면7, 계산된 연대는 성경적 연대에 거의 근접하게 된다).

흥미로운 것은 명확히 홍수 이전의 것으로 보이는 표본들도 역시 14C을 포함하고 있었다는 것이며, 중요한 것은 이들 표본들은 상대적으로 14C의 양이 더 적었던 환경이었다는 것이다. 이것은 일부 14C 은 최초부터(primordial) 존재했으며, 우주광선들에 의해서 만들어지지 않았다는 것을 제시한다. 따라서 전체 지구의 나이는 기껏해야 수천 년으로 제한된다는 것이다.

이것은 바움가드너 박사가 5개의 다이아몬드(diamonds)에서 14C 분석을 의뢰했을 때, 극적으로 지지되는 것으로 나타났다. 그것은 최초로 시도된 것이었는데, 대답은 긍정적이었다. 즉 14C 이 다이아몬드에 존재하였던 것이다. 다이아몬드들은 진화론자들에 의해서 지구 내부의 깊은 곳에서 형성되며, 10억년 이상의 나이를 가지는 것으로 가정됐었다. 그럼에도 불구하고 다이아몬드는 10억년이 맞는다면 남아있어서는 안되는 방사성탄소가 남아있었던 것이다.

이것은 특별히 놀라운 증거이다. 왜냐하면 하나의 다이아몬드는 현저하게 튼튼한 격자 구조를 가지고 있기 때문에 (이것은 다이아몬드가 가장 단단한 물체로 알려진 이유이다), 그 후에 대기로부터의 오염이나, 생물학적 오염으로 다이아몬드 내부로 방사성탄소가 들어가기 어렵기 때문이다.

따라서 대략 58,000 년이라는 다이아몬드의 탄소 연대는 전 지구 연대의 상한선(upper limit)인 것이다. 다시 이것은 보고 되어진 헬륨 확산 결과와 전적으로 일치하며, 상한선은 사실 상당히 더 적은 것을 가리키고 있다.8,9

14C 를 연구하는 사람들은 사실 이 문제에 대한 진정한 답을 갖지 못하고 있다. 즉, 그들이 측정한 광대하게 오래된 견본들이 모두 14C 를 여전히 가지고 있다는 것이다. 이들 검출되는 14C에 대해서 ‘오염(contamination)’ 이나 ‘배경(background)’과 같은 단어들을 붙이는 것은, RATE 그룹들의 주의 깊은 분석과 논의들이 보여주는 것처럼 14C 의 출처를 설명하는 데에 전혀 도움이 되지 않는다. 그러나 동일과정설적 오래된 연대의 가정(assumptions)들을 옆으로 밀어놓고, 성경이 말하는 진정한 세계 역사를 진지하게 받아들인다면, 그러한 것들은 전혀 아무런 문제도 아니며, 아무런 신비도 아니다. 꽤 간단하다. 방사성탄소(14C)는 그곳에 있었다. 왜냐하면 아직 붕괴될만한 충분한 시간을 가지지 않았기 때문이다. 이 세계는 그렇게 오래되지 않았다는 것이다!

방사성탄소 결과는 하나의 독립적인 결과이다. 그러나 헬륨의 확산 결과에 의해서 강력하게 확신된다. 2003년은 오래된 연대 신봉자(megachronophiles)들에게는 불운한 한 해인 것처럼 보이지만, 하나님의 말씀을 사랑하는 자들에게는 축복의 해로 보인다.

참고 문헌및 메모

  1. The Australian ministry’s contribution was mostly providing the expertise of geologist Dr Andrew Snelling; however, when he commenced work with ICR, the project rightly reverted to a joint project of ICR/CRS. 텍스트로돌아 가기.
  2. Snelling, A.A., The failure of U-Th-Pb ‘dating’ at Koongarra, Australia, Journal of Creation 9(1):71–92, 1995. 텍스트로돌아 가기.
  3. Walker, T., The Somerset Dam igneous complex, south-east Queensland, Honours thesis [1st class Honours or Summa cum laude awarded], Department of Earth Sciences, University of Queensland, 1998. 텍스트로돌아 가기.
  4. Humphreys, D. et al., Helium diffusion rates support accelerated nuclear decay, 16 October 2003. 텍스트로돌아 가기.
  5. Even with the most sensitive AMS techniques used today, nary an atom of 14C should be present after 250,000 years. 텍스트로돌아 가기.
  6. Baumgardner, J. et al., Measurable 14C in fossilized organic materials: confirming the young earth creation-flood model, 16 October 2003. 텍스트로돌아 가기.
  7. Factors which would lower the ratio: (1) more 12C in the biosphere due to the much greater amount of plant and animal life on the planet, (2) possibly less 14C production due to stronger magnetic field deflecting cosmic rays better, (3) 14C formed by cosmic rays started building up at creation, and in only 1,600 years before the Flood would not have reached equilibrium. 텍스트로돌아 가기.
  8. Chaffin, E., Accelerated decay: Theoretical models, in: Ivey, R.L., Jr., Ed., Fifth International Conference on Creationism, Creation Science Fellowship, Pittsburgh, Pennsylvania, pp. 3–15, August 2003. 텍스트로돌아 가기.
  9. This burst of accelerated decay would be expected to have a greater effect, proportionately, the longer the half-life. Compared to the effect on a uranium isotope with a half-life of billions of years, the effect of speeded-up decay on 14C, with its half-life of the order of 5,000 years, would be much less, which would explain why there is still some of this primordial 14C left. Other papers by RATE scientists at the 2003 ICC dealt with theoretical grounds for accelerated decay and also gave further supportive evidence from isochron dates for this varying effect. I.e. ‘good’ isochrons obtained for different decay chains within the same rock sample, which should have all registered the same ‘date’, varied from one another indicating a greater effect on longer half-life isotopes. See Snelling, A.A. et al., Radioisotopes in the diabase sill (Upper Precambrian) at Bass Rapids, Grand Canyon, Arizona: An application and test of the isochron dating method, in: Ivey, R.L., Jr., Ed., Fifth International Conference on Creationism, Creation Science Fellowship, Pittsburgh, Pennsylvania, pp. 269–284, August 2003. 텍스트로돌아 가기.