방사성동위원소 '연대측정'의 모순
'고대' 용암류에 파묻힌 화석 나무에서 방사성탄소가 검출되다.
1993년 호주 퀸즐랜드 중부(Central Queensland)의 크리넘 석탄 광산(Crinum Coal Mine, 아래 지도 참조)에서 환기 통로가 무너졌을 때, 광부들은 매우 드문 발견을 하게 되었다. 표면의 얇은 모래와 흙을 치웠을 때, 현무암(basalt, 용암이 빠르게 굳어진 암석)이 나타났고, 21m 아래의 현무암류(basalt flow) 바닥에 파묻혀있는 나무 조각들을 발견했다.1 현무암 밑으로는 지층들 사이에 석탄층이 껴있는(interbedded coal seams), 점토암, 실트암, 사암층들이 놓여 있었다.2
'고대' 현무암에 파묻혀있는 화석나무
나무는 재, 숯, 완전한 상태의 세 가지 상태로 있었다.1 당시 현장에 있던 사람들에 의하면, 그 화석나무는 두 그루로, 부분적으로 서있었으며, 여전히 본질적으로 목재, 즉 석화되지 않은 상태였다는 것이다. 또한 현무암에서 나뭇잎의 인상(imprint of a leaf)이 발견되었는데, 이것은 나무를 둘러싼 용암이 한때 완전히 용융된 상태였음을 가리키는 것으로, 분출 시에 1000~1200℃ 정도였음을 알 수 있다.
그렇다면 이 나무줄기들은 용융된 용암에 파묻혔어도 어떻게 목질부가 남아있을 수 있었던 것일까? 현무암류(basalt flow)는 비교적 얇은 대략 4m 두께에서는 빠르게 (아마도 며칠, 많아야 몇 주 정도) 냉각된다.4 이것은 관찰된 현무암류의 내부 구조에 의해서 확인된다.1,5 나무 밑둥이 현무암류의 바닥에서 묻혔기 때문에, 나무에 들어있던 물이 매우 신속한 캡슐화되어 보존을 도우면서, 냉각은 빠르게 일어날 수 있었을 것이다.
지질학적으로 그 현무암류는 그 지역에 있는 (세속적 시간 틀로) 신생대 제3기의 다른 현무암류의 연대와 일치시켜 약 3천만 년 전의 것으로 평가되고 있었다. 나무줄기는 현무암류에 파묻혔기 때문에, 그 나무의 연대도 적어도 3천만 년 전의 것으로 평가되었다. 또한 나무뿌리처럼 보이는 것이 현무암 아래의 실트암(siltstone)에서 발견되었다.3 따라서 그것은 그 나무가 살아있을 때, 실트암에 뿌리를 두고 있었음을 가리킨다. 즉 그 나무는 육지 표면에서 자라고 있었고, 흐르던 용암에 의해서 파묻혔음을 가리킨다. 이 실트암은 고생대 페름기의 저먼 크리크(German Creek) 함탄층에 속하는 것으로, 약 2억5천만 년 전으로 추정되고 있는 지층이다.6
시료의 채취
나무 시료의 일부 조각 파편들이 우리에게 보내졌고, 이어서 1994년 8월 말에 광산을 방문했다.7 나뭇잎 인상을 포함하여, 광부가 채취했던 목재 조각들은 조사하였고, 사진을 찍었다. 그러나 환기 통로는 접근이 불가능했고, 오랫동안 쌓여진 잡석과 흙더미로 덮여있어서, 현무암에 파묻혀있다는 나무줄기에 접근할 수 없었다.
그러나 환기 통로가 파여져 있던 곳과 가까운 위치에 한 탐사구멍이 뚫려있었다. 가장 아래의 현무암류 바닥에 이르기까지, 적절한 시추 코어(drill core) 작업을 실시했고, 유기탄소를 함유하고 있는 화석나무 조각은 여전히 현무암에 갇혀 있었으며, 그 아래에 있는 실트암과 현무암류의 경계에 위치하고 있었다. 우리는 광산회사의 허가를 얻은 후에, 시료를 채취할 수 있었다.7
또한 광산 현장 근처에 있는 동일한 현무암류의 노두를 조사하고 암석 시료를 채취하였다. 이것은 시추 코어를 가져가는 것이 허락되지 않을 경우에 대비하여, 적어도 일부 현무암 시료를 확보하기 위한 것이었다.
실험실에 연대측정 의뢰
시추 코어 내의 현무암에 둘러싸여있던 화석나무의 동일한 조각 파편들은 방사성탄소(C-14) 분석을 위해서, 평판이 높은 두 기관에 보내어, 분석을 의뢰하였다. 한 기관은 미국 보스톤 케임브리지의 지오크론 실험실(Geochron Laboratories)이고, 다른 하나는 호주 시드니 근처 루카스 하이츠에 있는 호주 원자력과학기술원(Australian Nuclear Science and Technology Organisation, ANSTO)의 안타레스 질량분석 실험실(Antares Mass Spectrometry laboratory)이었다. 실험의 편견(bias)을 막기 위해서, 실험실에는 시료가 어디서 채취된 것인지 알려주지 않았다. 두 실험실 모두 방사성탄소 분석을 위한 보다 민감한 가속질량분석기(accelerator mass spectrometry, AMS)를 사용하여 C-14을 측정하였으며, 지오크론은 상업적 실험실이고, 안타레스는 메이저 연구 실험실이었다. 또한 우리에게 최초로 보내졌던, 환기 통로가 붕괴되면서 발견됐던, 최초 화석나무 조각의 작은 파편들도 방사성탄소 분석을 위해 두 실험실에 같이 보냈다.
또한 노두와 시추 코어에서 얻은 현무암 시료들도 실험실로 같이 보내서, 암석의 특성을 알아보기 위한 주요원소 및 미량원소 분석과 함께, 방사성동위원소 연대측정 분석을 의뢰하였다. 호주 애들레이드의 AMDEL 실험실에서는 두 개의 노두 현무암 시료에 대해 칼륨-아르곤(K-Ar)' 연대측정이 실시되었으며, 두 개의 현무암 노두 시료 중 한 개 시료와, 두 개의 시추 코어 시료, 화석나무와 접촉되어 있던 현무암 시료는 지오크론 실험실(Geochron Laboratories)로 보내져 칼륨-아르곤 연대측정이 실시되었다.
결과
방사성탄소(C-14) 연대측정 결과는 Table 1에 나타나 있다. 모든 나무 시료들에서 방사성탄소는 검출될 수 있는 량으로 분명 남아있었고, 실험실 직원들은 C-14의 연대를 계산하는 데에 전혀 어려움을 겪지 않았다. 그리고 방사성탄소 분석 방법의 한계와 오염 가능성에 관해 질문을 했을 때, 두 명의 실험실 직원(박사 학위가 있는 과학자들)은 한 사례를 제외하고9, 그 데이터 결과들은 검출 한계 내에 있었고, 따라서 인용할 가치가 있는 한정된 연대를 제공한다고 자신 있게 말했다.8
표를 보면, 실험실에서 보내온 방사성탄소 연대측정 결과들은 서로 상당한 차이가 난다는 것을 쉽게 알 수 있다. 이러한 서로 다른 연대들은 현무암 노두에 관한 칼륨-아르곤(K-AR) 연대측정 결과에서도 분명히 보여진다.(Table 2). 또한, 결과에서 거의 동일한 δ13C 결과를 가리키고 있었다.(표 1의 마지막 칸). 이것은 목재로부터 얻어진 유기탄소의 탄소와 일치한다. 이것은 방사성탄소가 오염에 의한 결과일 가능성이 없음을 나타낸다. 따라서 Table 1의 결과는 유효한 것이라고, 실험실 연구자들도 단호하게 주장했다. 따라서 시추 코어에서 추출한, 현무암으로 둘러쌓여진 나무에 대한 방사성탄소 연대는 44,000~45,500년임을 나타내고 있었던 것이다.
| Sample | Lab | Lab code | 14C ‘age’ (BP) years | δ13CPDB15 |
|---|---|---|---|---|
| Wood in Drill Core | Geochron | GX-20798-AMS | >35,620 | -25.7‰ |
| ANSTO | OZB472 | 44,700 ±950 | -25.78‰ | |
| Other Wood | Geochron | GX-20087-AMS | 29,544 ±759 | -25.1‰ |
| ANSTO | OZB473 | 37,800 ±3,450 | -26.16‰ |
.Table 1. 화석 나무 시료의 방사성탄소(C-14) 연대측정 결과.
목재의 방사성탄소 '나이'와 완전히 대조되고 있는 것은, 현무암에 대한 칼륨-아르곤(K-AR) '연대'이다.(Table 2).8 현무암 연대들 사이에 상당한 차이가 있음을 쉽게 알 수 있는데, 두 실험실에 보내진 2번 노두(Outcrop 2)의 시료에서 계산된 '연대'는 서로 많이 달랐다. 또한 현무암 노두들 사이에서, 같은 위치에서 채취된 시추 코어들 사이에서도 많이 달랐다.10 두 연구실 직원(그들도 박사 학위가 있는 과학자들)도 그들의 분석 결과를 옹호했으며8,11, 이 현무암 시료가 그들의 칼륨-아르곤(K-AR) '연대측정'에 따르면, 대략 4천5백만 년 전의 것이라고 망설임 없이 확신하며 말했다.
| Sample | Lab | Lab code | K-Ar ‘age’ (million years) | Average K-Ar ‘age’ (million years) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Outcrop 1 | AMDEL | G878300G/95 | 44.9 ±1.1 |
|
|||
| Outcrop 2 | AMDEL | G878300G/95 | 47.9 ±1.6 | ||||
| Geochron | R-11800 | 39.1 ±1.5 | |||||
| Drill Core | Geochron | R-11798 | 58.3 ±2.0 | 47.5 ±10.8 | |||
| Drill Core Enclosing Wood | Geochron | R-11799 | 36.7 ±1.2 |
Table 2: 현무암 시료에 대한 칼륨-아르곤(K-AR) 연대측정 결과.
결론
실험실들 연대측정과 관련된 모든 분석 작업의 질과 정확성은 의심할 여지가 없지만, 계산된 모든 연대들은 방사성붕괴 속도가 항상 일정했을 것이라는, 그리고 이들 원소(그리고 그들의 동위원소)의 지화학적 행동들에 대한, 입증되지 않은 가정(assumptions)들에 기초한 단지 해석일 뿐이다. 젊은 지구 창조론자들의 지질학적 해석에 의하면, 용암 흐름으로 파묻힌 이들 화석나무 조각들은 노아홍수 이후의 인근 화산 분출에 의해서 파묻혔음을 분명히 가리킴으로, 이들 화석 나무와 현무암은 모두 4,500년 미만일 것이다.12
그럼에도 불구하고, 세속적인 시간 틀(기존의 동일과정설적 해석 틀) 내에서, 분명한 모순이 이 두 방사성동위원소 '연대측정' 방법들 사이에서 나타남을 볼 수 있다. 이러한 고대의 현무암 내에서 발견되는 화석 나무들은 방사성탄소(C-14, 반감기 5730년)가 남아있기에는 너무 오래되었다고 간주되기 때문에, 일반적으로 방사성탄소 '연대측정'을 하지 않는다.13 그러나 여기에서 이들 방사성동위원소 연대측정 방법들은 화석나무와 현무암의 진정한 연대를 결정하는데 있어서, 서로 모순되는 결과들을 보여주는, 신뢰할 수 없고, 쓸모없는 방법임을 분명하게 보여주고 있다.14 그러므로 이러한 '연대측정' 방법들로 보고된 결과들로 인해, 창조주 하나님께서 우리에게 신중하게 제시해주신 성경적 연대기의 신뢰성을 의심하지 않아야할 것이다.
참고 문헌및 메모
- ‘Rare find unearthed at Crinum’, BHP Australia Coal Newsline, p. 1, December 1993–January 1994. 텍스트로돌아 가기.
- Copies of the relevant geological cross-section and drill-hole data were kindly supplied by the Crinum Mine Project staff. 텍스트로돌아 가기.
- Letter dated 27 April 1994 from Greg B. Chalmers, the Chief Project Engineer at the time for the Crinum Mine Project. 텍스트로돌아 가기.
- Snelling, A.A., The formation and cooling of dykes, J. Creation 5(1):81–90, 1991. 텍스트로돌아 가기.
- An upper section filled with vesicles (spherical holes left by gas bubbles), a coarse-grained middle section, and a hard, dense, fine-grained bottom section—indicative of rapid cooling from bottom up and top down simultaneously. 텍스트로돌아 가기.
- Falkner, ‘Sedimentological studies in the German Creek coal measures and their relevance to longwall mining’, New Developments in Coal Geology (A Symposium), J.W. Beetson (ed.), Coal Geology Group (Geological Society of Australia), pp. 143–148, 1993. 텍스트로돌아 가기.
- Greg B. Chalmers, then Chief Project Engineer, and BHP Australia Coal Pty Ltd, operators of the Crinum Mine, are thanked for allowing our visit to the mine and the photographing of their fossil wood and leaf specimens, and for providing pieces of their fossil wood samples and the several metres of drill core that were so crucial to this investigation. 텍스트로돌아 가기.
- Original copies of all the official laboratory analytical and ‘dating’ reports, and the correspondence with staff of the laboratories, have been kept on file. 텍스트로돌아 가기.
- The one exception was due to the small quantity of carbon extracted from the sample, but when repeated by the other lab, a finite ‘age’ was obtained. 텍스트로돌아 가기.
- However, other analytical results provide evidence that the outcrop does probably represent a younger, though closely related, basalt flow to that sampled in the drill core. 텍스트로돌아 가기.
- They did suggest the possibility of some variable contamination of the samples with atmospheric argon, but definitely not contamination introduced by their laboratory procedures. 텍스트로돌아 가기.
- It needs to be remembered that during the Flood and immediate post-Flood periods the earth’s stronger, but fluctuating, magnetic field affected the incoming cosmic ray influx, resulting thus in a lower radiocarbon production rate and therefore radiocarbon ‘ages’ much greater than the true ages. 텍스트로돌아 가기.
- The results of this investigation confirm that it is likely radiocarbon may also be detected in other fossil woods found at even deeper levels in the so-called geological column, even if the fossil wood was from pre-Flood trees buried during the Flood. Further investigations are in progress. 텍스트로돌아 가기.
- A fuller report with all technical and analytical details, including the results from other radioactive ‘dating’ methods and the attempted identification of the fossil wood, was later published, Conflicting ‘ages’ of Tertiary basalt and contained fossilised wood, Crinum, Central Queensland, Australia, J. Creation 14(2):99–122, August 2000. 텍스트로돌아 가기.
- δ13CPDB denotes the measured difference of the ratio of 13C/12C (both stable isotopes) in the sample compared to the PDB (Pee Dee Belemnite) standard—a fossil belemnite from the Cretaceous Pee Dee Formation in South Carolina, 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 δ13CPDB values. 텍스트로돌아 가기.
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