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방사성 동위원소 연대측정에 관해 알려지지 않은 사실들

오래된연대의지구를믿는지질학자들(long-age geologists)도그들의기대치와맞지않는방사성동위원소연대측정결과는받아들이지않는다.

에 의해
번역자: 한국창조과학회 (creation.or.kr)

많 은 사람들은 방사성 동위원소 연대측정이 지구가 수십억년 되었다는 것을 증명했다고 생각하고 있다. 그것은 그 방법이 주는 여러 인상들 때문에 덮어놓고 믿게 되는 것이다. 심지어 보고 되어지는 연대 표현 방법(예를 들면, 200.4 ±3.2 million years)들은 이 방법이 정확하고 신뢰할 만하다는 인상을 주고 있다 (아래 박스글 참조). 그러나 암석에 관한 많은 것들을 측정할 수 있다 하더라도, 그 나이를 직접적으로 측정할 수는 없다. 예를 들어 암석의 질량, 부피, 색깔, 포함된 광물, 크기, 조성 방식 등은 조사되어질 수 있다. 또한 암석을 부수어서 화학적 구성, 혹은 포함된 방사성 원소를 알아낼 수 있다. 하지만 암석의 연대를 직접 측정할 수 있는 기구는 없다.

우리가 암석에서 측정된 화학 성분으로부터 그 나이를 계산하기 전에, 암석이 처음 만들어졌을 때 포함되어 있었던 방사성 원소가 무엇이었는지를 반드시 가정해야만 한다.1 그리고 전제되어진 가정에 따라, 우리는 원하는 어떤 날짜라도 얻을 수 있다. 진화론적 지질학자들이 자신들의 생각(즉, 이미 그들이 다른 지식 기반에서 믿고 있던 것)과 방사성 연대측정 결과가 맞지 않을 때, 그 결과를 받아들이지 않는다는 것을 알게 되는 것은, 매우 놀라운 일이 될 수 있다. 날짜를 계산하는 것은 하나의 과정에 불과하다. 그것이 무엇을 의미하는 지를 이해하는 것은 또 다른 것이다. 그러면, 지질학자들은 그들의 방사성 연대측정 결과를 어떻게 해석하는가? 그리고 정확한(올바른) 연대는 무엇이 되어야 하는가?

지대(地帶) 관계 (Field relationships)

지 질학자들은 암석이 발견된 현장을 주의 깊게 연구해서 암석의 상대적 연대를 알아낸다. 소위 지대 관계(그들이 부르는)는 우선적으로 중요하고, 모든 방사성 연대측정은 그들과 비교되어 평가되어진다. 예를 들어, 지질학자가 그림 1에서 보이는 것 같은 암석의 절단면을 조사한다고 하자. 여기서 그는 약간 휘어진 퇴적암들이 암맥(dyke)이라 불리는 화산 용암에 의해 수직적으로 잘려진 것을 보게 될 것이다. 암맥이 지금의 위치로 관입되기 전에 퇴적암이 쌓였고, 습곡되어진 것이 명백하다.

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그림 1.
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그림 2. 단면도

이 지역에서 다른 노두(outcrops)들을 보면서, 지질학자는 지층 암석들이 현장에서 다른 지층 암석들과 어떠한 연관이 있는가를 나타내는 지질도(geological map)를 그릴 수 있다. 지대 관계를 나타내는 지질도로부터, 지질학적 단면도를 그릴 수 있으며, 지질학적인 사건이 일어난 상대적인 시간도 간단히 해결할 수 있다. 지질 단면도가 그림 2의 그림과 같다고 하자. 분명히 퇴적암 A는 화산성 암맥이 관입되기 전에 퇴적되었고, 변형되었다. 이것은 그 다음에 침식되었고, 그 후에 퇴적암 B가 쌓였다. 지질학자는 퇴적암 A층에서 어떤 화석을 발견하고, 그 화석이 그 지역의 다른 지층암석에서 발견된 것과 유사하다는 것을 알게 될 수 있다. 따라서 그는 퇴적암 A가 이미 다른 지질학자에 의해 연대가 매겨진 그 지역의 다른 지층 암석과 같은 연대라고 가정하게 된다.

같 은 방식으로, 그는 확인되어진 화석들에 의해, 퇴적암 B도 다른 암석지층과 연관시킨다. 창조론자들도 일반적으로 위의 방법에 동의하고, 또한 지질학적 연구에 그 방법을 사용한다. 그러나 진화론적 지질학자는 이러한 조사로부터, 다른 지질학자들이 퇴적암 A는 2억년이며, 퇴적암 B는 3천만년이라고 믿고 있는 것을 따라가게 되는 것이다. 따라서 그는 화성암 암맥의 연대는 3천만년 이상이며, 2억년 보다는 젊다는 것을 이미 '알게' 되는 것이다. (창조론자들은 수억 수천만 년이라는 연대에 동의하지 않는다. 왜냐하면 그 연대들은 가정(assumptions)들에 기초하고 있기 때문이다2).

화 산성 암맥에 대한 그의 관심 때문에, 진화론적 지질학자는 주의 깊게 신선하고 변형되지 않은 암석 표본들을 수집한다. 그는 표본들의 연대를 알아보기 위해 그것들을 실험실로 보내고, 몇 주 후에 실험실로부터 결과를 받게 된다. 실험실의 연구 결과가 150.7±2.8 백만년이 나왔다고 상상해보자. 우리의 지질학자는 그 결과에 매우 만족해할 것이다. 그는 그 연대는 화산 용암이 식어서 고체화되었을 때를 나타낸다고 말할 수도 있다. 그런 해석은 그가 이미 그 연대에 대해 추정적으로 믿고 있는 연대 범위 내에 비교적 잘 들어간다. 사실 그 연대는 2억년 보다 조금 작거나, 3천만년 보다 조금 컸었더라면, 그는 꽤 기뻐했을 것이다. 그것들은 그가 관찰했고, 또 해석했던 지대 관계들과 모두 잘 일치했다. 그 지대 관계는 일반적으로 넓은 범위를 갖는데, 넓은 연대 범위는 용암이 굳어지는 시간으로 해석되어질 수 있다.

만 약 실험실에서 나온 연대측정의 결과가 2억년 보다 큰, 350±4.3백만년으로 나왔다면, 우리의 지질학자는 어떤 생각을 했을까? 그는 퇴적지층에 대한 화석의 연대가 잘못되었다고 결론내릴까? 그럴리 없다. 그렇다면, 그는 방사성 동위원소 연대측정 방법에 결함이 있다고 생각했을까? 그것도 아니다. 그는 측정방법에 의문을 갖는 대신에, 방사성 연대가 암석이 굳어졌을 때를 기록하지 못했을 것이라고 말할 것이다. 그는 그 암석이 굳어지기 오래 전에 형성된 제노크리스트(xenocrysts)라 불리는 결정체를 포함하고 있었다고 제시할지도 모른다. 그리고 그 결정들이 오래된 연대의 결과를 가져왔을 수도 있다고3 말할 지도 모른다. 또한 용암들이 땅을 통과하면서, 다른 오래된 물질들로 오염되어졌다고 제안할지도 모른다. 또는 암맥들은 오래된 연대로 보여지는 용암의 특성 때문에 그런 결과가 나왔을 것이라고 제안할지도 모른다.

오차는 진정한 오차가 아니다.

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연대측정의 일상적인 보고 형태(예로, 200.4±3.2 million years)는 2억4십만년으로 측정된 연대가 플러스, 마이너스 320만년까지 정확하다는 것을 의미하고 있다. 다시 말해, 연대는 1억9,720만년과 2억360만년 사이에 놓여 있다는 것이다. 그러나 이 오차는 연대에 관한 진정한 오차가 아니다. 그것은 단지 실험실에서 측정 장비의 정확성과 관계된 것이다. 심지어 같은 장소에서 수집된 암석 표본들의 연대가 서로 매우 큰 차이를 보여주곤 한다. 그리고 보고되는 오차에는 연대 계산 뒤에 가려져있는 가정들의 거대한 불확실성이 무시되고 있다. 이 가정들에는 붕괴속도는 전혀 변함이 없었다는 가정이 포함되어 있다. 사실 붕괴율은 어떤 요인들에 의해서 실험실 안에서 수십억배가 증가되어졌다.1 창조물리학자들은 과거에 붕괴율이 매우 빨랐다는 몇몇 증거들을 지적하면서, 창조 주간에 붕괴율의 가속화가 있었고, 홍수 동안에도 작은 변동이 있었음을 제안하고 있다.2 

참고 문헌및 메모

  1. Woodmorappe, J., 방사성의 10억 배 가속이 실험실에서 증명되었다, Journal of Creation 15(2):46, 2001.
  2. Vardiman, L., Snelling, A.A. and Chaffin, E.F., Radioisotopes and the age of the Earth, Institute for Creation Research, El Cajon, California and Creation Research Society, St. Joseph, Missouri, USA, 2000.

만 약 실험실의 결과가 3천만년 보다도 적게 나온다면, 예를 들어 10.1±1.8 백만년의 결과가 나왔다면, 우리의 지질학자는 무엇을 생각할까? 연대측정 방법이나 측정기기에 의문을 가질까? 아니다. 그는 다시 계산된 연대는 암석이 굳어질 때의 시기를 나타내지 않았다고 말할 것이다. 그는 암석에서의 몇몇 화학물질들은 지하수나 풍화작용에 의해서 방해되어졌을 것이라고 제안할 것이다.4 또는 그 암석은 화학물질들을 불안하게 할 만큼 강한 국소적인 열에 의해서, 그러나 현장에서 눈으로 보일 정도의 가시적인 것은 아닌 정도로 영향을 받았을 것이라고 결정할 수도 있다.

방 사성 동위원소 연대측정의 결과가 어떻든지 간에, 우리의 지질학자는 항상 그것을 '해석(interpret)”할 수 있다. 그는 그 결과를 설득력 있게 설명하기 위해서, 암석의 역사에 대한 그의 가정들을 쉽게 변화시키는 것이다. 1986년에 지구과학(Geosciences) 분야에서 크라푸드 상(Crafoord Prize)을 받은 와셔버그(G. Wasserburg)는 말했다. '나쁜 측정 도구는 없다. 다만 그 결과에 대한 나쁜 해석만이 있을 뿐이다”5 사실, 지질학자들은 방사성 동위원소 연대측정의 결과를 '해석(interpret)'하는데 사용하는 표준 설명들을 이미 전 범위에 걸쳐서 가지고 있다.

왜 그것을 사용하나?

어 떤 사람들은 물을지도 모른다. '왜 지질학자들은 방사성 동위원소 연대측정 방법을 아직도 사용하고 있을까? 만약 그 방법이 그렇게 신뢰할만하지 않다면, 그들은 왜 그 방법을 오래 전에 버리지 않았을까?' 그 이유는 계산된 결과가 진실된 연대가 아니라는 것이 단지 그 방법이 완전히 소용없다는 것을 뜻하지는 않기 때문이다. 계산된 연대는 암석의 동위원소의 구성에 기초하고 있다. 그리고 그 구성은 암석이 굳어지기 전의 녹아있던 용암의 특성에 기인한다. 그러므로 비슷한 '연대'를 가진 같은 지역의 암석들은, '노아의 홍수' 동안 비슷한 시간에 같은 용암으로부터 형성되었을 것 같다. 따라서 비록 계산 뒤의 가정이 잘못되었고, 그 연대들이 정확하지 않더라도, 그 결과에서 온 패턴은 지질학자들이 한 지역의 화성암 사이의 관계를 이해하는 것을 도와줄 수 있다. 우리가 받고 있는 인상과는 반대로, 방사성 동위원소에 의한 연대 측정은 지구가 수억 수천만년 되었다는 것을 증명하지 않는다. 그 엄청난 시간은 단지 가정들에 의한 것이다.2

계 산되어진 방사성 동위원소에 의한 ‘연대(ages)’는 만들어진 가정들에 의존하는 것이다. 만약 결과가 이미 믿고 있는 것과 일치되어진다면, 그 결과는 그냥 받아들여지는 것이다. 어떤 것의 연대를 결정하는 유일하고 틀림없는 방법은, 목격자들이 쓴 보고서와 문서화된 기록에 근거하는 것이다. 성경은 그 두 가지 모두를 가지고 있다. 그것이 창조론자들이 지질학적 증거들을 해석하기 위해서 성경에 있는 역사적인 증거들을 사용하는 이유이다.

만약 암석의 연대가 알려져 있지 않다면, 방사성 동위원소 연대측정은 일관성 있는 결과를 나타낼 수 있을까?

최근, 나는 북쪽 퀸스랜드(Queensland)의 타운스빌(Townsville) 지역에서 지질학 현장탐사를 실시했다. 두 명의 지질학자에 의해 준비된 한 지질학 가이드북은1 정부의 부서로부터 사용되고 있었다. 가이드북의 부록은 '지질학적 시간과 암석의 나이' 를 설명하고 있었다. 거기에는 지질학자들이 암석들의 '상대적인' 연대를 결정하기 위한 어떻게 지대관계(field relationships)를 사용하는 지를 기술하여 놓았다. 또한 '실제(actual)”의 연대가 현대적인 실험실에서 고비용의 기술인 방사성 동위원소 연대측정법에 의해서 측정되어진다고 말하고 있었다. 그 가이드 북은 많은 방사성 동위원소 연대측정 방법들을 설명하고, 또 방사성 연대측정에서 일어날 수 있는 몇 가지 오류들을 예시하면서, 일반적으로 오류들은 결과에 몇 퍼센트밖에 영향을 주지 못한다는 것이다. 그러므…2억년의 결과는 진실된 연대와 (4백만년 이내로) 매우 가깝게 기대되어진다 라고 말하고 있었다.

Photo by Phil Peachey 470-castle-hill
Castle Hill (Townsville, Queensland, Australia)

이것은 방사성 동위원소 연대측정 방법이 매우 정확하고 신뢰할만하다는 인상을 주고 있으며, 그 인상은 대중들에게 널리 인식되어지게 하고 있다. 그러나 그 부록은 다음과 같은 조건으로 결론내리고 있다.

' 또한, (방사성 동위원소 연대측정 결과에 의한) 상대적 연대는 항상 지질학적 증거들과 일치되어져야만 한다..... 만약 일치되지 않는다면, 그 오류의 원인이 밝혀져야 할 필요가 있고, 방사성 연대측정의 결과는 받아들여지지 않을(unacceptable) 것이다”.

이것은 정확하게 이 글이 설명하고자 하는 것이다. 방사성동위원소연대측정은오직지질학자들이그시대일것이라고이미믿고있는연대와동의되어질때에만받아들여지는것이다.

타 운스빌(Townsville)의 지질은 다수의 현저한 화강암 산과 구릉들이 많다. 그러나 이것들은 서로 분리되어져 있으며, 이 지역은 퇴적 지층들이 현저하게 결여되어 있다. 그러므로 지대관계를 결정할 수 없고, 따라서 어느 구릉이 더 오래되었고, 어느 구릉이 더 젊은 것인지를 명확히 할 수 없었다. 사실, 연대에 대한 제약이 없기 때문에, 매우 넓은 범위의 연대가 가능할 수 있다.

우 리는 매우 '정확'하다고 주장되고 있는 방사성 동위원소 연대측정이 현 상황을 해결하고, 각 구릉들의 정확한 연대를 제공할 것이라고 기대했었다. 그러나 분명히 그렇게 하지 못했다. 이 지역의 가장 아래에 있는 화산성 암석에 관하여, 이 가이드 북은 '그것의 정확한 연대는 불분명하다' 또한 그 지역에서 유문암(rhyolite)의 고리 암맥이 있는 프레드릭 봉우리(Frederick Peak)에 대해서는 ”그것의 생성 연대는 불확실하다' 라고 말하고 있다. 그리고 타운스빌(Townsville)의 유명한 볼거리인 캐슬 힐(Castle Hill)에 대해서는 ”화강암의 연대는 아직 결정되지 않았다'라고 말하고 있다. 의심할 바 없이, 방사성 동위원소 연대측정은 수행되었고, 정확한 '연대'도 얻어졌다. 하지만 그 결과는 의미가 없었기 때문에 (예상되는 연대가 나오지 않았기 때문에), 받아들여지지 않은 것처럼 보인다.

참고 문헌및 메모

  1. Trezise, D.L. and Stephenson, P.J., Rocks and landscapes of the Townsville district, Department of Resource Industries, Queensland, 1990.

참고 문헌및 메모

  1. In addition to other unprovable assumptions, e.g. that the decay rate has never changed. 텍스트로돌아 가기.
  2. Evolutionary geologists believe that the rocks are millions of years old because they assume they were formed very slowly. They have worked out their geologic timescale based on this assumption. This timescale deliberately ignores the catastrophic effects of the Biblical Flood, which deposited the rocks very quickly. 텍스트로돌아 가기.
  3. This argument was used against creationist work that exposed problems with radiometric dating. Laboratory tests on rock formed from the 1980 eruption of Mt St. Helens gave 'ages' of millions of years. Critics claimed that 'old' crystals contained in the rock contaminated the result. However, careful measurements by Dr Steve Austin showed this criticism to be wrong. See Swenson, K., Radio-dating in rubble, Creation 23(3):23–25, 2001. 텍스트로돌아 가기.
  4. This argument was used against creationist work done on a piece of wood found in sandstone near Sydney, Australia, that was supposed to be 230 million years old. Critics claimed that the carbon-14 results were 'too young' because the wood had been contaminated by weathering. However, careful measurements of the carbon-13 isotope refuted this criticism. See Snelling, A.A., 연대 측정의 딜레마 : 고대 사암 속에 화석 나무, Creation 21(3):39–41, 1999. 텍스트로돌아 가기.
  5. Wasserburg, G.J., Isotopic abundances: inferences on solar system and planetary evolution, Earth and Planetary Sciences Letters 86:129–173, 150, 1987. 텍스트로돌아 가기.