우리들은 각자의 현재 나이를 알고 있고 부모가 누구이며, 지금까지 어떻게 성장하였는지도 정확히 알고 있다. 이는 우리가 태어나서 자라는 과정을 부모와 주변 사람들이 지켜보았기 때문이며 사진이나 학교 성적표 같은 여러 기록이 남아있기 때문이다. 만약 우리가 어떤 사람에 대해 보다 자세히 알고자 한다면, 그 사람이 태어나서 그 동안 살아온 이력을 알아보거나 그 사람이 남긴 기록을 살펴보면 된다. 그러면 우리가 살고 있는 푸른 행성 지구의 경우는 어떠할까? 불행히도 지구의 정확한 나이가 몇 살인지, 그리고 탄생 후 어떤 과정으로 진화하였는지에 관해 확실히 말할 수 있는 사람은 아마도 없을 것이다. 왜냐하면, 어느 누구도 지구의 탄생과정을 목격하지 못했으며 지구가 변해 온 과정을 지켜보지 못했기 때문이다.

연구 결과, 과학자들은 지구의 나이를 약 46억년으로 밝히고 있다.

사람의 나이는 탄생일로 부터 계산하면 알 수 있다. 마찬가지로 지구의 나이도 지구탄생시 만들어진 지구를 구성하고 있는 물질의 연대를 조사하면 알 수 있을 것이다. 하지만 지금까지 밝혀진 지구상의 물질 중 가장 오래된 암석의 나이는 그린랜드의 Isua지방에서 발견된 변성퇴적암으로 약 38억년이다. 이 나이는 우리가 알고 있는 지구 나이 46억년과는 무려 8억년이란 차이가 있다. 그렇다면 우리가 알고 있는 46억년이란 지구의 나이가 틀린 것일까, 아니면 46억년의 나이를 가진 물질이 아직 발견되지 않았기 때문일까? 다시 말해서 지구시스템 과학자들은 어떻게 지구의 나이를 46억년으로 밝혔는지 궁금하지 않을 수 없다. 또한 지구가 탄생한 후 어떻게 진화했으며, 바다와 대기는 어떻게 만들어졌는지에 대한 수수께끼를 풀고자 한다면 지구가 진화하면서 남긴 기록을 조사하면 될 것이다.

그러나 이미 밝혔다시피 지구상에서 확인된 가장 오래된 지구 구성 물질의 나이가 38억년이기 때문에 그 이전의 8억년의 시간은 현재까지 전혀 기록이 남아 있지 않은 "잃어버린 과거"인 것이다.

이와 같이 결코 쉽게 해결될 것 같지 않은 이 어려운 수수께끼들을 푸는 실마리를 찾기 위해, 우리들은 지구 탄생의 목격자를 찾아보고 어딘가에 남겨져 있을 지구의 잃어버린 과거에 대한 단서를 찾아보아야 한다.

과학의 영역은 시대의 변천에 따라 너무나도 다양해졌고 또 세분화되었다. 그러나 최근 들여서는 필요에 따라 여러 세분화된 영역을 커다란 하나의 체계로 다시 묶기도 한다. 물질 과학, 생명 과학, 유전 공학, 지구 과학 등이 그 예이다.

그런데 최근 지구를 연구하는 영역에서 지구를 하나의 독자적인 체계로 다루기보다는 태양계를 이루고 있는 하나의 행성으로서 다루어야 할 필요성이 대두되었고, 지구를 이해하기 위해서는 타 행성들에 대한 이해와 더 나아가 태양을 포함한 태양계 전체에 대한 이해가 필요하게 되었다.

지구에 대한 새로운 이해를 위해 탄생하게 된 것이 행성 지구 과학(planetary science)이란 분야이다. 행정 지구 과학은 기존 지구 과학에서 다루었던 지구 내의 현상들보다는 지구가 어떻게 탄생하였고 진화되었는가에 보다 더 비중을 두고 있다. 이 행성 과학 분야의 태동은 예기치 못했던 곳에서 찾아 왔다.

행성으로서의 지구를 이해하기 위해서는 행성계를 이루고 있는 타 행성들에 대한 자료가 필요하다. 이를 위해서는 직접 행성계에 대한 탐사를 수행하여 자료를 획득하거나, 아니면 지구에 떨어지는 행성 물질, 즉 운석들로부터 자료를 획득해야 한다.

첫째, 우선 행성계 탐사로부터 자료와 시료 물질을 획득하게 된 시초가 1969년 7월 20일 미국의 아폴로 11호의 달 착륙사건이다. 인류가 달에 첫 발을 내딛게 된 사실 자체로서도 인류 역사상 기념해야 할 일이겠지만, 과학자들에게는 그것보다도 우주비행사들이 달에서 가져온 암석으로부터 밝혀진 새로운 사실이 더욱 중요한 의미를 지닌다.

둘째, 지구에 떨어지는 행성 물질의 자료 획득은 주로 지구에 낙하하는 운석(meteorite)에 대한 연구로부터 이루어진다. 오래 전부터 하늘에서 운석이 떨어지는 것이 관측되어 왔고, 또 다수의 운석이 채집되기도 했다. 그런데 행성계의 수수께끼를 푸는데 결정적인 계기를 가져온 운석이 지구상에 떨어졌고, 또 그 때까지 인류가 보유하고 있던 운석 수보다 많은 운석이 발견된 사건이 바로 인류의 달 착륙을 전후로 해서 일어난 것이다. 즉 멕시코 북부에 있는 알덴데(Allende) 마을은 지도상에서도 찾아보기 힘든 조그마한 마을이다. 그런 마을이 과학사에서 매우 중요한 지명이 된 것은 1969년 2월 9일 이 마을의 상공에 소나기처럼 쏟아진 운석이 나중에 태양계 생성의 초기 단계를 밝히는데 중대한 기여를 했기 때문이다.

세 번째 사건은 1969년 11월 일본의 남극 소화(昭和)기지 주변의 야마토 산맥에서 방대한 양의 운석(남극 운석이라 불림)이 발견된 것이다. 그때까지만 하더라도 전 세계적으로 운석 보유 수는 2∼3천개 정도에 불과했지만, 이 발견으로 말미암아 인류는 적어도 만개 이상의 운석을 보유하게 되었으며, 운석에 대한 활발한 연구는 태양계 생성의 비밀을 푸는데 크게 기여하게 되었다.

2. 운석

운석(隕石)이란 지구밖 기원의 물질(extraterrestrial material)로써 부서진 소행성의 파편이나 소해성까지 자라지 못하고 우주를 떠다니던 소천체가 지구의 중력권에 붙잡혀 낙하한 것이다. 운석의 기원이 지구 바깥이라고는 했지만 거의 대부분이 화성과 목성 사이에 위치하는 소행성대(asteroid belt)에서 유래되고 일부 달과 화성에서 온 운석도 있다.

무게가 1톤 정도의 운석은 수년에 한 번 정도로, 더 작은 것은 매일 하나 정도의 비율로 지구상에 떨어지는데 그 양으로 따지면 연간 수백 톤의 운석이 지구를 방문하는 셈이 된다. 그러나 대부분은 대기 마찰로 인하여 가열되어 타 버리고 지표에 도달하는 것은 아주 적어서 수십 ㎏밖에 되지 않으며 최종적으로 발견되어 회수되는 것은 연간 서너 개에 불과하다.

운석의 형태는 크게 관측 운석(falls)과 발견 운석(finds)으로 나눈다. 관측 운석은 떨어지는 것을 직접 목격하여 관찰한 후 회수한 운석이며, 발견 운석은 비록 떨어지는 것을 관찰하지 못하였지만 나중에 발견하여 운석으로 판명된 것을 말한다. 또한 운석은 조성상 철 운석(irons), 석철 운석(stony-irons) 및 석질 운석(stones)으로 구분한다. <표 1>은 관측 운석과 발견 운석의 회수된 비율을 보여주는 것으로 운석의 한 특성을 알 수 있다. 우리가 실제 목격하는 것보다 훨씬 많은 수의 운석이 떨어질 것이라는 것은 쉽게 추측할 수 있다. 따라서 회수량에 있어 발견 운석이 관측 운석보다 훨씬 많다. <표 1>에서 보듯이 철 운석의 경우, 발견 운석이 약 20배 정도 관측 운석보다 많이 회수되고 있으며, 석철 운석의 경우도 관측 운석보다 훨씬 많은 양의 발견 운석의 빈도를 보여준다. 이는 거의 철과 니켈의 합금으로 이루어진 철 운석이나 철과 석질이 반반인 석철 운석의 경우 쉽게 주변의 돌과 구별이 되어 발견이 용이하게 때문이다. 한편 석질 운석의 경우는 오히려 관측 운석의 양이 발견 운석보다 많음을 알 수 있다. 이는 석질 운석은 지구상의 암석과 성분이 비슷하여 떨어지는 것이 관찰되어 발견되지 않는 한, 일단 지상에 떨어지면 주변의 돌과 식별이 어려워 발견이 용이하지 않다. 그런 의미에서 남극은 얼음과 눈으로 덮여 있어 비록 석질 운석이라도 발견이 매우 용이하다. 현재 전세계 운석의 ⅔ 이상을 파지하는 많은 양이 남극에서 회수된 것이 켤코 우연이 아니다. 

<표 1> 운석 회수의 빈도수(남극 운석 제외)

현존하는 운석중 가장 큰 운석은 1920년에 남서 아프리카에서 발견된 "호바(Hoba)" 철 운석으로 무게가 60톤에 달한다. 이것은 풍화를 받고 난 후의 무게이므로 낙하 당시에는 100톤 정도였을 것으로 추정된다. 한편 낙하가 목격된 것으로서 제일 오래된 운석은 1492년 11월 7일 독일의 알사스 지방 엔시스하임(Ensisheim)에 떨어진 것으로 무게가 약 50㎏ 정도되는 석질 운석이다. 물론 고대의 문헌 속에는 하늘에서 불덩어리(fire ball)가 떨어졌다는 기록이 있다. 고대 그리스의 산전에 놓여 있는 "성스러운 돌"이나 이슬람교의 성지 메카의 신전에 있는 "메카의 검은 돌" 등은 아마도 운석일 것으로 생각된다. 이러한 운석은 고대 중국(은왕조)의 분묘나 미국 미시시피주 인디언의 분묘 등에서도 발견된 바 있다.

하지만 운석이 지구권 바깥에서 날라 온 태양계 물질이라는 인식은 20세기에 이를 때까지 인정되지 않았다. 19세기 초 미국의 3대 대통령 토마스 제퍼슨은 코넷티컷주 웨스턴에 낙하한 운석에 대해 예일대학의 실리만 교수와 킹슬리 교수의 보고를 듣고 운석이 하늘에서 떨어진 돌이라고 믿기보다는 "두사람의 양키 교수가 거짓말을 한다고 생각하는 것이 더 타당하다"라고 말한 것은 너무나도 유명한 일화이다.

여러분은 지구 기원의 문제를 밝히는데 왜 운석 이야기를 꺼내는지 궁금할 것이다. 다시 말해서 도대체 지구 물질과는 전혀 무관한 것처럼 보이는 운석이 지구의 암석과는 어떤 관련이 있는 것일까? 그 이유는 운석에는 지구의 암석으로부터 얻어지지 않는 태양계 형성기의 귀중한 정보가 감추어져 있기 때문이다. 어떤 물질의 나이를 정확히 알아내는 방법으로 현재 가장 널리 사용되는 것은 방사성 동위원소에 의한 연대 측정이다. 이 방법으로 운석의 연령을 측정하면 다소 예외가 있기는 하지만 거의 모든 운석의 나이가 46억년 정도이고 오차는 겨우 천만년 정도에 지나지 않는다. 더욱이 대다수의 운석이 2차적인 변성을 받지 않고 태양계 형성 당시의 정보를 그대로 간직하고 있다.

한편, 현재 지구상에서 가장 오래된 암석은 그린랜드 남서부의 이수아(Isua) 지방에서 발견된 변성 퇴적암으로 그 나이는 약 38억년 정도라고 한바 있다. 보통 암석은 그 성인에 따라 세 종류로 대별된다. 지구 내부의 마그마가 분출, 냉각되어 만들어진 화성암, 그것이 침식되고 퇴적되어 만들어진 퇴적암, 한 번 만들어진 암석이 지구 내부로 들어가 고온·고압 하에서 그 성질이 변한 변성암이 그것이다. 암석의 나이를 말할 때에는 암석이 굳어서 고체로 된 시점의 나이를 의미한다. 따라서 한 번 만들어진 암석이라 하더라도 침식이나 용융과 같은 작용을 받아 그 형태를 잃어버리게 되면 그 이전의 나이는 사라지고, 다시 굳어진 시점이 그 암석의 새로운 나이가 된다. 결국 지구상에 38억년 이전의 암석이 존재하지 않는다는 사실은 그 이전의 암석이 전부 어떤 원인으로 녹든지 아니면 지하 밑으로 들어가서 새로운 나이의 암석으로 재 탄생했음을 의미한다. 다른 시각에서 본다면 지구의 표층부가 매우 유동적이었다는 것이다. 단순한 침식작용과 용융작용뿐만 아니라 대륙의 이동, 멘틀의 대류 등에 의해 지구의 표층이 끊임없이 변화한 것이다.

지구상에서 가장 오래된 그린랜드의 Isua지역에 분포된 암석을 연구하므로 우리는 38억년 전의 과거까지 거슬러 올라갈 수 있다. 그러나 그 이전의 보다 시원(始原)적인 물질이 발견되지 않았기 때문에 46억년이라고 추정한 지구의 나이와는 8억년의 공백이 생긴다. 이 공백을 지구의 귀중한 방문자, 운석이 메워 주고 있다. 지금까지 운석을 구분하지 않고 통틀러 운석이라 불렀지만 여기서 그 분류에 대해 알아보기로 하자. 운석은 크게 나누어 분화된 운석과 미분화된 운석(시원적 운석)으로 분류한다(<표 2>). 

<표 2> 운석의 분류

분화란 간단히 말하면 근원이 되는 물질이 일단 녹은 후 구성 성분이 각각의 밀도에 따라 중력적으로 분리되어 층 구조를 이루는 것이다. 무거운 것은 중심부로 가라앉고 가벼운 것은 표면에 뜨고 그 사이를 중간 것이 메우게 된다. 지구가 그 좋은 예로서 핵을 중심으로 멘틀, 지각의 순으로 무게에 따라 뚜렷한 층 구조를 이루고 있다. 따라서 분화된 운석은 바로 이 세층의 어떤 부위에서 떨어져 나온 파편인가에 따라 세종류로 나뉠 수가 있다. 먼저 핵에서 떨어져 나온 것이 철 운석(iron meteorite 또는 irons)이다. 철 운석은 주로 철(Fe)과 니켈(Ni)을 주성분으로 하는 광물로 이루어져 있다. 니켈의 함량과 미량 원소의 함량에 따라 세분되기도 하지만, 철 운석과 철과 니켈의 합금으로 되어 있다고 생각해도 좋을 것이다. 다음으로 중간층에서 떨어져 나온 운석은 암석과 철·니켈 합금이 1:1의 비율로 이루어진 석철 운석(stony-iron meteorite 또는 stony-irons)이다. 암석의 성분은 대부분 규산염이며 이 규산염이 어떠한 광물로 이루어져 있느냐에 따라 다시 세분되기도 한다. 마지막으로 표층에 해당하는 운석은 거의 암석으로 이루어져 있으며, 에이콘드라이트(achondrite)라고 불린다. 에이콘드라이트는 철 운석, 석철 운석과는 달리 지구상의 암석과 비슷하여 구별하기가 힘들고 또한 풍화되기 쉽기 때문에 앞서 지적하였듯이 회수된 수는 적다(<표 1> 참조). 에이콘드라이트는 일종의 석질 운석(stony meteorite 또는 sotnes)이다.

석질 운석에는 두 종류가 있는데 조직에 따라 콘드률(chondrule)이라 불리는 아주 작은 구형의 입자(규산염 입자)를 포함하는가, 아닌가에 따라 구분된다. 콘드률은 작은 유리 구슬 같은 것으로, 크기는 수mm에서 그 1/10정도밖에 되지 않으며 지구상의 암석에서는 전혀 볼 수 없는 것이다. 이 콘드률을 포함하는 석질 운석은 콘드라이트(chondrite), 포함되지 않는 것을 에이콘드라이트라 한다. 석질 운석의 대부분은 콘드라이트이다.

석질 운석의 대부분을 차지하는 콘드라이트는 미분화된 운석으로 둥근 콘드률과 그 사이를 메우는 미세한 석기(matrix)로 구성되어 있다. 석기는 휘발성 성분을 포함하는 아주 가는 입자(μ 이하)로 이루어져 있다. 콘드라이트가 미분화의 운석이라는 것은 이 운석이 형성된 이래 지금까지 용융된 적이 없었다는 것을 의미한다. 따라서 콘드라이트를 구성하는 광물은 대부분 2차적인 변성을 받지 않았고, 형성될 당시의 시원적인 상태를 잘 보존하고 있는 것이다. 한편 에이콘드라이트, 석철 운석, 철 운석 등은 콘드라이트와 같은 것이 일단 녹아서 분화하여 생성된 운석들인 것이다.

콘드라이트는 크게 탄소질 콘드라이트(carbonaceous chondrite), 보통 콘드라이트(ordinary chondrite), 엔스테타이트 콘드라이트(enstatite chondrite)의 세 종류로 나뉜다. 화학 조성에서 보면 이들 세 종류의 콘드라이트는 칼슘(Ca), 알루미늄(Al) 등의 함량에 의해 구별된다(<표 2>). 보통 콘드라이트는 철(Fe)의 함량이 많은 것에서 적은 순으로 H, L, LL로 세분된다. 엔스테타이트 콘드라이트 역시 철의 함량에 EH, EL로 세분되고, 탄소질 콘드라이트는 알루미늄의 함량에 따라 CI, CM, CV, CO의 네 종류로 분류된다. 이들 콘드라이트는 분화될 정도로 용융되지는 않았지만 어느 정도의 열변성을 받은 것으로 알려져 있다. 그런데 열변성 조차도 거의 겪지 않은 콘드라이트가 탄소질 콘드라이트이며, 따라서탄소질 콘드라이트야말로 가장 시원적(始原的)인 운석이라고 할 수 있다. "시원적" 이란 의미에는 물질이 2차적인 변성을 거의 겪지 않고 원래의 조성에 아주 가깝다는 의미와 가장 최초에 생성되었다는 의미의 두가지가 있는데, 탄소질 콘드라이트는 시원적임을 나타낸다.

물질이 지구상의 암석처럼 굳어지기 위해서는 몇 가지의 조건이 필요하다. 지구상의 암석은 마그마와 같은 용융체가 굳어지든지, 지구 내부의 고온·고압 하에서 변질되기도 한다. 퇴적암의 경우에는 물의 작용으로 광물 입자 사이에 여러 물질이 침전하고 입자간의 결합력이 증가하면 굳어지게 된다. 따라서 물질이 굳어지기 위해서는 용융·고온·고압, 혹은 물의 존재가 필요하다. 그러면 운석의 경우는 어떠할 것인가?

분화된 운석은 용융을 경험했기 때문에 굳어져도 이상하지 않다. 그러나 미분화된 콘드라이트는 상술한 세가지의 어떠한 조건도 만족하지 않는다. 일반적으로 콘드라이트의 모전체는 직경이 100㎞ 정도의 천체인 것으로 생각된다. 이 정도의 크기에서는 중심 압력이 겨우 수백 기압 정도이며 또 과거에 겪었던 변성 온도를 측정해 보아도 높은 것의 경우 800℃ 정도, 낮은 것은 100℃ 정도밖에 되지 않기 때문에 이를 고온·고압이라고 할 수 없다. 물의 존재에 대해서는 일부 탄소질 콘드라이트에는 상당량의 물이 포함되어 있지만 대개의 경우 물이 거의 포함되지 않는다. 그럼에도 불구하고 콘드라이트는 꽤 상당한 밀도로 굳어져 있다. 아직도 그 원인이 완전히 밝혀진 것은 아니지만 아마도 원시 태양계 성운으로부터 직접 형성되었을 것으로 추측된다.

미분화된 운석인 콘드라이트의 대표적인 특징으로는 물과 탄화수소 등의 유기물을 포함하고, 더욱이 많은 휘발성 원소를 포함하고 있다. 태양계의 경우 그 총 질량의 99% 이상은 태양 자신이 점유하고 있다. 따라서 태양계 성운의 조성은 그 자체가 태양의 원소 조성이라고 생각할 수 있다.

특히 태양의 대기 관측에서 알 수 있는 원소의 비(어떤 원소가 어느 정도의 비율로 존재하는 가라는 상대적인 원소의 양)와 알렌덴 운석의 탄소질 콘드라이트의 원소조성은 매우 유사하다는 사실이 밝혀진 바 있다. 바꾸어 말하면, 태양의 대기가 냉각, 응축한 물질이 탄소질 콘드라이트를 구성하고 있는 물질에 가깝다는 것이다.

태양자체는 이 우주에서 특별하게 다른 별이 아니라 아주 평범한 행성이며, 우주는 무수한 이런 별들로 이루어져 있기 때문에 태양의 원소 조성을 우주의 대표적인 원소 조성으로 생각할 수도 있을 것이다.

여기서 1969년에 낙하한 알렌데 운석에 대해 살펴보자. 알렌데 운석은 탄소질 콘드라이트이다. 탄소질 콘드라이트는 대개 아주 약하고 부서지기 쉽기 때문에 지상에서 회수된 양은 적지만, 알렌데 운석의 경우 다량의 운석 파편이 회수되었다. 이 운석들이 태양계 기원에 대한 중요한 정보를 우리에게 제공하였다.

콘드라이트가 콘드률과 석기로 이루어져 있는데 알렌데 운석의 경우에는 그 외에도 백색의 작은 입자가 포유물로서 포함되어 있다. 이 입자야말로 원시 태양계 성운 가스가 응축하여 생긴 최초의 물질이라고 생각된다. 이 포유물은 칼슘과 알루미늄을 포함하여 흰색이라서 "백색 포유물" 혹은 "Ca와 Al 이 풍부한 포유물(CAI)"이라고 불리는데, 이 백색 포유물이 태양계 형성의 수수께끼를 푸는 열쇠를 가져다 준 것이다.

일반적으로 우주의 공간, 즉 우주의 별들 사이에는 완전히 텅 빈 진공이 아니라 매우 희박하지만 "성간 물질(interstellar matter)"이라 불리는 것으로 가득 차 있으며 이들이 균일하게 분포하는 것이 아니라 불규칙하게 집중적으로 모여 있으며 이들을 "성간운(interstellar cloud)" 이라 한다. 성간운은 은하계 내에까지 넓게 분포되어 있는데 질량으로는 전 은하계의 수%에 불과하고 조성중 99%는 수소(H)와 헬륨(He), 기타 가스 등의 기체와 얼음이나 먼지(dust) 등의 고체로 이루어져 있다.

성간운은 새로운 별이 태어날 때의 모체가 되는 것으로 어떤 원인으로 수축을 시작한 한 개의 성간운 덩어리부터 태양이 탄생하고, 그 후 그 주위를 원반상으로 회전하던 가스 구름으로부터 태양계가 형성되었다고 생각된다. 이 가스구름이 냉각되면 용융점이 높은 물질이 차례로 응축한다. 태양계 성운(solar nebula)과 같은 원소 조성을 가진 가스의 경우 최초에 응축하는 물질은 Ca와 Al이 풍부한 광물이다. 즉 알렌데 운석에서 발견된 백색 포유물이 원시 태양계 성운 가스에서 최초에 생성된 물질로 생각되고 이것이 알렌데 운석이 제공해 주는 첫 번째의 중요한 정보이다.

또 하나, 백색 포유물의 연구를 통해 밝혀진 중요한 사실은 산소 동위 원소가 일치하지 않는 다는 것이다. 동위원소는 화학적 성질은 같으나 원자핵의 질량이 다른 원소 그룹을 의미하는데 산소에는 질량이 다른 세 개의 안정 동위 원소가 있다. 표준적인 무게의 산소(O¹⁶)와 원자핵 중의 중성자수가 하나 또는 둘 많은 조금 무거운 산소들(O¹⁷, O¹⁸)이다. 태양계의 물질 중에서는 지구상의 물질을 포함해 달의 암석과 분화된 운석의 일부에서는 세 가지 산소들의 동위 원소의 비는 매우 안정한 비율을 나타낸다. 이것은 천체를 형성하고 있는 재료 물질이 같은 동위 원소 조성을 가지고 있었다는 결론이다. 그러나 알렌데 운석의 백색 포유물 중에 포함된 광물의 산소 동위 원소 조성을 구해 보면, 태양계의 물질의 그것과는 전혀 다르다. 즉, 무거운 산소와 가벼운 산소의 비율이 태양계의 값과는 아주 다르다는 것이다. 이런 현상은 동위 원소 조성이 다른 두가지의 물질이 혼합될 경우에만 나타난다. 결국 원시 태양계 성운 중에는 태양계 본래의 가스와 태양계 외에서 어떤 원인으로 날라 온 성질이 다른 가스가 서로 혼합된 것이라 볼 수 있다.

태양계가 어떤 원인으로 수축을 시작한 성간운 덩어리 하나로부터 탄생했다고 언급했는데, 이 어떤 원인의 하나로 초신성의 폭발에 의한 충격파를 생각할 수 있다. 우주에는 별이 갑자기 100억배 이상 밝게 빛나는 현상이 종종 일어나는데 이론적인 연구에 의하면 태양질량의 약6배 이상이 되는 별이 일생을 마칠 때에는 반드시 초신성이 된다고 한다.

초신성이 폭발할 때의 에너지는 어마어마한 것으로 그 충격파가 미치는 영향권은 넓고 이때 물질의 방출이 수반된다.

[가정] 원시 태양계가 탄생하기 바로 이전시기를 생각해보자. 원시 태양계 근처에는 하나의 초신성이 있었으며 그 초신성은 대폭발을 일으켜 별로서의 생애를 마친다. 이때 폭발에 의해 전달된 충격파의 영향으로 성간운이 수축을 시작하게 되고 이것이 태양계 탄생의 시작이다. 이때 태양계 외의 가스도 같이 날라 와서 태양계 성운에 포함될 것이다. 이것이 알렌데 운석의 백색 포유물 중에 함유된 이질 산소의 수수께끼에 대한 답이다. 결국 알렌데 운석은 원시 태양계 성운 가스로부터 최초에 응축한 가장 시원적인 물질임과 동시에, 태양계 탄생의 계기를 만든 초신성의 폭발이라는 사건의 증언자이다. 그러나 이 시간은 원시 태양계 성운으로부터 행성 탄생에 이르기까지의 우주 드라마의 서곡에 지나지 않는다.

행성들은 행성 밀도와 태양에 얼마나 가까이 있느냐에 따라 두 그룹으로 나누어질 수 있다. 태양과 가까이 있는 행성인 수성, 금성, 지구, 화성은 작고 밀도가 큰 암석으로 구성되어 있는데 이들 행성은 우리의 지구와 비교해 볼 때 크기나 구성물질이 비슷하기 때문에 지구형 행성 또는 육성(내)(terrestrial planet)이라 부른다(Terra는 라틴어의 지구란 뜻).

화성과 목성 사이에는 소행성대가 있는데 소행성대는 수많은 바위덩어리 같이 밀도가 큰 물체로 구성되어 있으나, 그 크기가 너무 작아서 행성이라 부르지 않는다. 태양에서 행성까지의 거리를 보면 화성과 목성사이의 거리는 매우 멀다. 소행성들은 화성과 목성사이의 떨어진 간격에서 궤도를 가지고 돌고 있으며 이들이 행성으로 성장하는데 실패한 암석파편들이다.

화성보다 더 멀리 떨어져 있는 행성(명왕성을 제외하고)들은 지구형 행성보다 매우 크고, 밀도가 낮다. 이것들을 목성형 행성 또는 외행성(jovian planet)이라고 하며(목성, 토성, 천왕성, 해왕성 그리고 명왕성-그들의 이름인 Jove는 로마의 신 쥬피터에서 따온 것이다). 태양에 가까이 위치한 육성 행성(4개와 그 위성)들은 행성 응집의 최종 단계에서도 고온상태에서 magma와 같은 용융상태로 있었기 때문에 이들 행성은 성분과 물성이 다른 여러 층으로 분리되기 시작했다.

이에 비해 천·해·명왕성과 같은 외행성은 육성 행성과는 달리 그 표면이 두터운 gas나 구름으로 덮여 있어 이들 외부 행성의 진화에 대해서는 잘 알 수 없다. 따라서 지구와 비교적 가까운 육성 행성의 진화를 살펴보자.

육성 행성과 지구의 위성인 달은 초기에 magma 상태에서 성분 분리과정을 거치면서도 계속적으로 운석들이 충돌하였는데 대체적으로 대규모 운석의 충돌은 약 40억년전에 종료된 것으로 믿어진다. 

<육성 행성의 진화에 따른 결과>

1) 육성 행성은 부분적인 용융상태에 있으면서 내부에서는 방사능 물질의 붕괴로 인해 매우 고온상태에 있었으나 차츰 냉각하기 시작하였다. 따라서 행성의 크기는 그 냉각속도에 따라 좌우된다. 특히 육성 행성중에서는 금성과 지구가 수성이나 화성보다 큰데 이는 금성과 지구가 다른 두 행성에 비해 비교적 서서히 냉각했기 때문이다. 그 증거로서 지구는 지금도 지구내부온도가 5000℃이상이며 금성에도 화산활동이 있었던 것으로 믿어진다. 화성의 경우에도 화산활동의 흔적은 있으나 오늘날은 활동이 중지된 상태이다. 이에 비해 크기가 적은 수성이나 달은 이미 수10억년전에 화산활동이 중지되었다.

2) 육성 행성이 진화했다는 사실은 태양과 행성 간의 거리로서도 유추가능하다.

태양과 행성사이의 거리는 행성 표면에 물이 존재하는지, 즉 바다가 존재할 수 있는지의 여부를 결정한다. 즉 수성과 금성은 뜨거운 태양과 너무 가까이 위치하고 있어 표면 온도가 매우 높아 액체 상태의 물이 존재할 수 없고(금성 480∼500℃) 이에 비해 화성은 태양과의 거리가 너무 멀어 화성 표면이 매우 춥기 때문에 표면은 대부분 동토와 얼음으로 덮여 있다.

3) 수권과 생태계는 행성 표면을 둘러 싸고 있는 기권의 성분을 조절하는 생물학적 윤회에 매우 중요한 역할을 한다. 만일 금성에도 생명체가 존재했다면 지구 행성처럼 푸른 기권이 존재했을 것이다.

3. 달과 크레이터

3.1. 크레이터 

우리들의 기억 속에는 달에 대한 수많은 일화가 있을 것이다. 동요 속의 달, 이태백의 달 등등. 달은 인류의 생존 방식에 커다란 영향을 미쳤다. 운명론적으로는 달이 시간을 지배하는 신으로 여겨진 경우가 많았는데, 달이 밤을 쫓아 주기적으로 변하는 사실로부터 이를 시간의 척도로 삼은 것은, 동·서양을 막론하고 세계의 여러 민족에 공통된 사실이다. 이러한 달이 과학의 논쟁에 등장하게 된 것은 갈릴레이의 달 표면에 대한 관측으로부터 비롯된다.

호기심이 많던 과학자 갈릴레이(Galileo Galilee, 1564-1642)는 자신이 직접 망원경을 제작하여 별 세계를 관찰하였다. 그는 목성 주위를 돌고 있는 4개의 위성(갈릴레오 위성이라 불림)과, 은하가 무수한 별의 집합체라는 것과, 태양의 흑점, 화성이 차다는 사실 등 많은 새로운 사실을 발견했다. 그 중에서도 달 표면에 대한 관측 결과 달의 표면에는 여러 곳에 불가사의한 원형의 움푹 패어진 지형들이 존재함을 알았다. 갈릴레이는 이러한 원형의 지형을 고대 그리스어로 술과 물을 섞는 용기는 의미하는 "크레이터(crater)"라 불렀다. 인류가 크레이터의 존재를 알고 관심을 가지게 된 것은 바로 이때부터이다.

달의 표면에 분포하는 크고 작은 무수한 크레이터는 갈릴레이 이래 300년 이상에 걸쳐서 지구상의 과학자들에게는 풀리지 않는 숙제였다. 보다 정밀한 망원경이 만들어져 달 표면의 지형이 보다 상세히 관찰되었지만 왜 크레이터가 생겼는가라는 문제에 대해서는 수많은 논쟁이 계속되었다.

달에 있는 크레이터의 기원을 설명하는 유력한 이론으로는 두 가지가 있었다. 하나는 크레이터가 화산의 화구라는 화구설이며, 다른 하나는 운석의 충돌로 생겼다는 운석 충돌설이다. 두 가설을 뒷받침하는 것으로 17세기 중반의 후크(R. Hooke, 1635-1703)의 모의 실험을 들 수 있다. 후크는 ① 다량의 물을 포함한 점토 가운데 구슬을 던져 넣으면 달의 크레이터와 유사한 형태를 만들어 운석 충돌설에 대한 하나의 증거를 제시하는가 하면, ② 또 하나는 석고에 물을 섞어 끓이면 역시 크레이터와 유사 형태가 생긴다는 실험도 하였고 이러한 실험은 화구설에 커다란 영향을 주었다. 그러나 이러한 모의 실험이 행해지던 시절에는 지구 및 달의 외부로부터 운석과 같은 물체가 충돌한다는 인식은 전혀 없었고, 따라서 후크 자신도 운석 충돌설을 주장한 것은 아니다. 결국 18세기에 독일의 철학자 칸트(I. Kant, 1724-1804)와 천왕성의 발견자인 영국의 천문학자 허셀경(W.Hershel, 1781년 천왕성 발견)등은 주로 화구설을 주창하였다.

달의 크레이터가 화산의 분화에 의한 것이 아니고 운석의 충돌로 생긴 것이라는 주장이 비로소 19세기말에 이르러서 과학적인 의미를 가지게 되었다. 미국의 지질학자 길버트(G.K. Gilbert)는 달의 크레이터의 형태와 규모가 지구상의 화산이 크레이터들과는 전혀 다르다는 사실을 근거로 화구설을 강력히 부정하는 동시에 정밀한 달 표면 관측과 여러 실험을 통해 크레이터가 운석의 충돌로 생겼다고 주장했다. 하지만 길버트의 학설은 발표 당시에는 그다지 주목받지 못했고 20세기에 들어와서도 과학자들 사이의 논쟁이 끊이지 않았다.

1950년대 말, 미국과 소련의 우주 경쟁이 시작되었다. 1960년대에 들어서 우주 탐사선의 발사가 활발해 짐에 따라 지상의 과학자들은 탐사선이 보내 오는 우주 공간에 관한 여러 자료를 입수하게 되었는데, ① 그 중에서도 충격적인 것은 1965년 7월 미국이 발사한 화성 탐사선 마리너 4호가 보내 온 22장의 사진이었다. 화성에 분명히 크레이터의 모습이 찍혀 있었으며. 이로써 인류는 달 이외의 천체에도 크레이터가 존재한다는 사실을 처음 알게 되었다.

② 화성 다음으로 크레이터가 발견된 천체는 수성이다. 1974년 마리너 10호는 수성에 접근하여 무려 2,000여장에 이르는 사진을 지구로 전송했는데 수성의 지표가 달에서 관측된 것과 같은 크레이터로 덮여 있음을 발견하게 된 것이다. 결국 크레이터는 달에만 국한되어 존재하는 것이 아니라 화성과 수성, 그리고 그들의 위성에서도 발견된 것이다. 심지어 멀리 떨어진 ③목성의 위성인 칼리스토와 ④ 천왕성의 위성인 티타니아에서도 발견되었다. 즉 지구밖 행성과 그들의 위성 전부에서 크레이터가 발견되었다. ⑤ 그렇다면 지구에도 크레이터가 존재할 가능성은 매우 높다고 할 수 있다.

실제 지구에서도 많은 크레이터가 발견되고 있다. 그 중 유명한 것을 살펴보면, 먼저 미국 아리조나주에 있는 ① "베링어 크레이터"로 알려진 아리조나 운석공(arizona meteor crater)이다. 이 크레이터는 약 25,000년전 직경 50m 정도되는 철 운석이 충돌하여 형성된 것으로, 형성 시기가 오래되지 않아 그 형태가 비교적 잘 보존되어 있다. 이 운석공은 직경이 약 1.2km인 밥공기 모양을 하고 있다. ② 다음으로 캐나다 몬트리올 복동부에 있는 "매니쿠아간 크레이터(manicouagan crater)"로 직경이 약 65km에 달하는데 워낙 규모가 커 인공위성에서만 관측이 가능하다. 이 크레이터는 상당히 풍화를 받아 그 규모가 작아졌는데, 당초의 크기는 아마도 100km 정도였을 것이며 지구상 최대 규모의 크레이터 중의 하나이다. 매니쿠아간 크레이터는 약 2억 천만년 전에 만들어졌을 것으로 추정되며 현재는 링 형태의 호수를 이루고 있다. ③ 그 외 미국 오레곤주 크레이터 호수는 많은 관광객이 방문하는 국립공원으로 운석 충돌에 의해 생긴 크레이터이다.

현재 지구에서 확인되는 크레이터는 200여 개가 넘는다. 그 직경은 10m 정도의 것에서 100km 이상이 되는 것까지 있고, 지역적으로도 남·북 아메리카, 호주, 구소련, 유럽, 중동, 아프리카 등 전 세계에 널리 분포하고 있다. 다만 특징적인 것은 이들 크레이터가 북아메라카의 동북부, 동유럽 일부와 북유럽, 그리고 호주에 집중적으로 발견된다. 또한 이들 운석공들은 대부분이 생성 시기가 모두 2억년 이상 오래된 특징이 있다. 그 원인으로는 일차적으로 크레이터의 크기와 관련이 있을 것으로 생각된다. 크면 클수록 오랜 시간이 지나 침식이나 변형을 받더라도 흔적이 남게 된다. 한편, 오래 전에 형성되었다 하더라도 지각운동을 받지 않는 안정 대륙일수록 충돌 흔적이 잘 보존될 것이다.

이들 지역들은 모두 판구조 운동의 영향에 의한 지각 운동의 영향이 별로 미치지 않았다는 공통점이 크레이터의 발견 빈도와 무관하지 않는 것으로 생각된다.

크레이터들은 크기에 따라 다양한 모습을 보여준다. 특히 커다란 크레이터들은 바닥의 중심부가 툭 튀어나온 독특한 형태를 보여주는데, 그 해석을 둘러싸고 과학자들에게 많은 관심을 불러일으켰다. 이러한 현상은 운석이 추락하자마자 엄청난 운석이 충돌 압력으로 짓눌렸던 암석이 즉시 탄성을 보이기 때문인 것으로 추측된다. 이러한 효과는 운석이 크면 클수록, 또한 충돌시의 속도가 크면 클수록 더욱 커진다. 예를 들어 반경이 100km의 광대한 메니쿠아간 크레이터의 중심 부분은 이러한 운석의 충격 작용으로 10km나 솟아 올라 있다. 가장 정확히 조사된 독일의 뇌르트링어리스 운석공을 근거로 어떻게 운석 충돌이 단 몇 분 사이에 그와 같이 큰 운석 공을 만드는지 재구성해 보았다.

뇌르트링어리스 운석공의 지름은 약 25km이며 이 정도의 충격을 에너지로 계산할 경우, ① 180억 톤의 다이나마이트 또는 히로시마에 투하되었던 원자폭탄의 25만개 정도의 파괴력에 해당된다. 따라서 이만한 충격을 주기 위해서는 직경이 1km 조금 넘는 운석이 시속 7만km 이상의 속도로 지구를 향해 돌진하여 2초만에 대기권을 통과하여 불덩어리로 지표에 도달한다. ② 약 0.03초 후에 이 운석도 고도로 응축된 가스형태로 약 1km 깊이에서 정지하였다가 폭발했을 것이며 그 사이 운석공 깊은 곳에서도 시속 약 7만 km로 충격파가 사방으로 퍼졌다. 곧이어 용융되고 부서진 암편들은 하늘로 비산되기 시작하였고, 5백만 기압과 수만 도에 이르는 고온에서 생겨난 암석 증기도 동시에 폭발하듯 하늘로 퍼져 나갔다. ③ 0.4초 후에는 운석공은 지름 4km, 깊이 2km 정도로 커졌고 시간이 지날수록 더욱 커져 갔다. ④ 20초가 지난 후에는 지름 15km, 깊이 4.5km의 운석공이 생겨났다. 운석공 주변에는 낙하한 분출물들이 수백 m 두께로 쌓였다. 동시에 운석공 바닥에서는 수축에 대한 강렬한 반작용으로 상승작용이 일어났다. ⑤ 다음 1∼2분에는 그때까지도 공중에 떠돌고 있던 암편들이 지상으로 떨어져 사방 50km에 이르는 지역에 암편으로 구성된 층을 형성했으며, 중심부의 열로 인해 타고 있던 혼합물들이 일부는 운석공 속으로, 또는 운석공 주변에 쌓여 있는 분출물 위로 떨어졌다. ⑥ 운석공 가장자리에는 단층 작용에 의해 커다란 암석들이 안쪽으로 미끄러져 내렸고 이로써 운석공은 지름이 25km까지 넓어졌다. 그 사이에 운석공의 바닥은 탄성으로 솟아올라 3km 정도 더 솟아올랐다.

지구와는 달리 대기가 없는 달, 또는 다른 행성이나 위성에서는 그 충돌양상이 다소 달라진다. 특히 충돌하는 소행성이나 운석이 대기권을 통과하는 지구와는 달리 원래 크기 그대로 충돌하기 때문에 운석공의 크기는 지구와는 비교가 안될 정도로 큰 것이 많다.

크레이터들은 크기에 따라 그 형태가 다양하다. 직경이 10km 보다 작은 경우를 밥공기형, 20∼30km 정도의 것을 평저형, 40∼150km의 것을 중앙 봉우리형 그리고 150km보다 큰 경우를 동심원 링형이라 부른다. 

3.2. 달의 구성 물질 

미국이 아폴로 계획을 발표할 즈음에 과학자들은 달의 표층이 분화작용을 받지 않은 탄소질 콘드라이트와 같은 시원적인 물질로 덮여 있었을 것으로 생각했다. 그러나 아폴로 11호의 우주비행사들이 가져온 돌은 시원적인 물질이 아닌 지구상의 암석의 분류에 따르면 전부가 화성암으로 용융분화를 경험한 것들이었다.

달의 표면을 지구에서 바라다보면 밝게 보이는 부분과 어둡게 보이는 부분에 있는데, 어두운 부분은 마치 계수나무 아래서 옥토끼가 방아를 찧는 모습처럼 보인다. 이 어두운 부분은 주로 저지대를 이루는데 지구의 바다에 해당된다고 하여 보통 바다(mare 혹은 maria)라고 부르고, 밝게 보이는 부분은 지구의 평야나 산에 해당하는 평지(upland) 및 고지(highland)라 부른다. 다만 바다라 하더라도 물은 있을 턱이 없다. 달의 암석들은 이 바다와 고지에서 그 성질이 다르다.

바다를 덮고 있는 것은 지구에서 말하는 현무암(basalt)에 해당되는 조성의 암석이다. 물론 그 조성이 지구의 것과는 다르지만, 지구에서와 마찬가지로 맨틀을 구성하는 물질이 부분적으로 녹아서 만들어진 것으로 바다가 검게 보이는 것은 이 현무암이 검기 때문이다.

한편, 고지에서 채집된 암석은 장석이 많이 포함되어 있는 백색의 회장암(anorthosite)들이다. 그런데 아폴로 11호의 우주비행사들이 인류 최초의 발자취를 남긴 곳은 "고요의 바다(mare tranquillities)"라 불리는 저지대이다. 그러므로 그들이 가져온 암석의 대부분은 현무암이지만 그 중에는 Ca장석 반려암이라는 돌이 포함되어 있다. 이 장석 반려암은 지구에서는 발견되는 경우가 극히 드문 암석이다. 이 암석은 원래 "고요의 바다"에서 생성된 것이 아니라 그 보다 50km 남쪽의 고지에서 운반된 것으로 추측되었다. 미국의 아폴로 계획은 1972년 아폴로 17호까지 이어졌고 이 계획에 의해 지구에 가져온 달의 암석과 토사의 총량은 약 380kg에 이르는 막대한 양이었다.

달 암석의 채집에 관한 이야기 중에서 가장 유명한 것은 아폴로 11호가 아페닌 산맥의 산록(Apenine front)에서 채집해 온 사장석의 결정질로 된 백색의 회장암인데, 이 암석을 일약 유명하게 만든 것은 방사성 동위원소에 의한 연대 측정 결과, 46억년 전에 만들어진 것으로 판명되었기 때문이다. 이 회장암의 존재는 달의 탄생기에 그 표면이 용융되었음을 의미한다. 용융된다는 것은 냉각하는 과정에서 무거운 것은 아래로 가라앉고 가벼운 것은 표면에 떠오르는 것을 의미한다(운석은 아래로 가라앉고 가벼운 것은 표면에 떠오르는 것을 의미한다(운석의 분화에서 설명한 것처럼). 이러한 과정에서 떠오르면서 분화하여 결정화된 것이 바로 회장암인 것이다. 이 회장암의 나이가 46억년이라는 사실은 태양계의 구성원이 따로 따로 만들어진 것이 아니라 동시에 만들어졌다는 가설에 대한 증거가 되었다.

태양계가 일시에 만들어졌다고 하면 성경의 창세기의 기술과 일치되는 것이기 때문에 이 암석을 "창세기의 돌(genesis rock)"이라 부르며 현재 휴스턴의 박물관에 전시되어 있다. 하지만 달에서 발견되는 46억년 전의 암석은 이 하나만이 아니라 상당히 많이 있다. 달의 표면에 존재하는 무수한 크레이터가 화산 기원인지, 운석 충돌 기원인지의 논쟁에 대해서는 앞에서도 언급했지만, 그 종착점이 된 것이 바로 아폴로 탐사선이 지구에 가져온 암석과 토사로부터이다.

달에는 물도 없고 또한 대기도 없어 침식이나 풍화작용이 없을 것이다. 따라서 과학자들은 지구와는 달리 침식, 풍화의 산물인 흙이 달에서는 발견되지 않을 것으로 생각하였다. 아폴로 11호의 암스트롱(N.Amstrong) 선장에 의한 인류의 위대한 첫 발이 먼지에 쌓인 달의 표면에 남겨진 것을 기억하는 사람이 아직 많다. 그 가루의 물질은 레골리스(reolith)라 불리는 흙의 일종이다. 이는 달 표면의 암석층이 운석의 충돌에 의해 분쇄되어 만들어진 것이다. 결국 암스트롱의 달에 남긴 발자국은 그 동안 수백 년간 계속되어 온 크레이터의 기원에 관한 논쟁에 종지부를 찍게 되어 더욱 유명해졌다.

달의 크레이터에 대한 또 하나의 중요한 사실은 크레이터의 수가 달의 바다의 부분에는 아주 적고 고지에 집중적으로 분포하고 있다는 사실이다. 운석이 바다를 피해 고지만 노리고 충돌한 것은 아닐 것이다. 이 수수께끼에 대한 해답을 찾기 위해서는 달의 탄생으로부터 10억년 정도까지 달이 걸어온 진화의 발자취를 더듬어야 할 것 같다.

46억년전, 달의 탄생 직후부터 무수한 운석들이 격렬하게 달 표면에 충돌했을 것으로 생각된다. 이때의 충돌 에너지는 열 에너지로 전환되면서 달 표면은 상당한 고온이 되었을 것이며, 따라서 표면이 용융하게 되었다. 표층부는 "마그마의 바다(magma ocean)"라는 용융층을 이루고 그 깊이가 표면으로부터 약 400km에까지 이르게 되었다. 이 마그마가 차츰 냉각하면서 먼저 사장석이 결정되고 이 사장석은 마그마보다 밀도가 낮기 때문에 표면에 떠올라 원시지각을 형성하게 된다. 이것이 바로 고지이며 그 후로 계속된 운석의 격렬한 충돌에 의해 자취가 남게 되었다.

충돌은 40∼38억년까지 계속 일어났을 것으로 추정되는데, 그로 인해 지각에 많은 균열대가 생겼다. 이 균열대를 통해 맨틀로부터 유래된 용암이 유출하게 된다. 점성이 낮아 흐르기 쉬운 이 현무암질의 용암은 저지대로 흘러들어 넓은 범위에 이르는 평탄한 지형, 즉 바다를 형성하였다. 달에 바다가 만들어진 시기가 38∼32억년전 정도로 추정되는데, 바다에서 발견된 크레이터의 수는 고지의 1/100 정도에 지나지 않는다. 이 사실은 바다가 형성된 이후 운석의 충돌이 급격히 감소했음을 의미한다. 이러한 추정은 달의 크레이터와 암석이 제공하는 다양한 정보로부터 알아낼 수 있다.

예를 들어, 달의 바다에서 발견된 현무암의 나이는 제일 오래된 것이 약 38억년 정도이며, 더욱이 31억년보다 젊은 나이를 가진 암석은 달에서 발견되지 않는다. 이 사실이 바다의 형성 시기가 38억년에서 32억년 전이라는 것에 대한 증거이고, 또한 바다가 형성된 후 달은 냉각되어 내부 활동이 종식됨과 동시에 마그마의 분출도 줄어들었음을 의미한다. 물도 대기도 없는 달에서 그 내부활동이 끝나 버리면, 그 이후 새로운 암석이 만들어질 리가 없다. 한편 고지의 회장암중 가장 젊은 나이를 보이는 것은 약 38.5억년 정도로 이보다 젊은 고지의 암석은 발견되지 않는다. 그 이유는 고지는 바다보다 오래 되고, 거기에 남겨진 많은 크레이터를 생각할 때 적어도 38억년전까지는 격렬한 운석의 충돌이 계속되어 마그마의 바다가 유지되었기 때문일 것이다.

우리는 위에서 달의 탄생이 당연한 자연 법칙의 귀결로 가정하고 여러 수수께끼를 풀어 보았다. 그러면 달은 도대체 어떻게 만들어졌는가? 이를 설명하는 네 가지의 설이 있다. ① 첫째는 지구의 일부분이 분열되어 달이 되었다고 하는 분열설로서, 지구와 달이 부모와 자식의 관계에 있다하여 친자설이라고도 한다. ② 둘째로는 지구의 둘레에서 달도 지구와 함께 성장했다고 하는 집적설 혹은 형제설이다. ③ 셋째는 완전히 다른 천체가 우연히 지구에 접근하여 포획되었다는 포획설 혹은 타인설이다. ④ 마지막으로는 충돌설이라 불리는 것으로 원시 지구에 화성 정도의 크기의 미행성이 충돌하면서 지구의 맨틀이 파괴되어 날아간 파편이 다시 집적되어 달이 만들어졌다는 것이다. 이 하나 하나의 설에 대해 살펴보기로 하자.

① 우선 아폴로 계획에 위한 달 탐사로부터 지구와 달은 거의 같은 조성임이 밝혀졌기 때문에 포획설은 부정되어야 한다. ② 지구와 달의 유사점으로부터 분열설이 가지는 유리한 점도 있지만, 원시 지구의 핵이 형성될 때에 지구의 자전이 불안정하게 되어 표면 물질이 분리했다는 이론에는 무리가 있다. 지구가 아무리 빨리 자전했다 하더라도 표면 물질이 날아가 버리는 현상은 물리적으로 일어나지 않는다. ③ 그 다음 집적설은 최근까지 상당히 유력한 설이었다. 그러나 달이 지구와 마찬가지로 미행성을 집적하여 같이 성장한다는 이론의 문제점은 지구-달 시스템의 각 운동량이 다른 태양계 천체의 각 운동량과 미묘하게 다른 것을 설명할 수 없다는 것이다.

태양계 중 여러 천체의 각 운동량은 질량의 크기에 비례하여 규칙적으로 증가한다. 그러나 지구-달 시스템만이 다른 천체보다 약간 높은 값을 보인다. ④ 여기에 가장 최근에 각광을 받기 시작한 것이 충돌설이다. 이것은 소위 분열설과 집적설을 조합한 것인데, 실제 원시 지구에 화성 크기의 행성을 충돌시키는 가상 시뮬레이션을 해 보아도 아주 그럴듯하게 달이 만들어지고, 또 달이 지닌 특징도 잘 설명된다고 한다. 집적설이 가지는 각 운동량의 난점 역시 충돌의 충격으로 말미암아 각 운동량이 증가하게 된 것으로 설명 가능하다. 현재로서는 충돌설이 가장 유리한 위치에 있지만 이것이 완전한 정답인지 어떤지는 아직 모른다. 이를 해결하기 위해서는 태양계의 행성이 만들어지는 과정을 보다 자세히 연구해야 할 것이다. 

3.3. 행성계의 형성 

원시 태양계 성운으로부터 행성이 어떻게 만들어지는가에 대해서 1970년대 초반까지 유력했던 이론은 ① 먼지 주체설(dust actor)이다. 이에 따르면 원시 태양을 중심으로 돌고 있던 무수한 먼지 입자들이 집적되어 행성이 생긴다는 것이다. 티끌모아 태산이라는 말이 있듯이 우주 공간의 작은 먼지가 점점 쌓이면 행성이 된다는 것이다. 행성 자체가 어느 정도의 크기까지 성장하게 되면 중력에 의해 끌려드는 먼지는 점점 많아지고, 특히 먼 곳에서 낙하하는 먼지는 고속으로 행성에 충돌하여 그 순간 방대한 양의 열에너지가 방출되어 이 에너지는 행성 표면의 여러 현상을 유발시킬 것이다.

② 다음으로 1970년대 초반에 등장한 이론이 미행성설이다. 이 이론은 행성이 먼지가 집적되어 형성된 것만이 아니라, 직경 10km 정도의 소천체(이를 미행성이라 함)가 서로 충돌을 반복하여 합쳐지기도 하고, 파괴되기도 하면서 최종적으로 성장한 것이 원시 행성이 된다는 것이다. 오늘날에 미행성설은 행성 과학의 근간이 되고 있지만, 발표 당시에는 거의 주목을 받지 못했다. 왜냐하면 미행성은 어디까지나 가상된 천체로서 그 존재를 시사하는 증거가 하나도 없었기 때문이다. 그러나 아폴로 계획의 결과 달의 크레이터가 충돌에 의해 형성되었음이 밝혀지면서 이 이론은 크게 주목받기 시작했고, 행성 기원론에 일대 전환을 가져오게 되었다. 

지구의 나이는 얼마이며, 어떻게 알 수 있을까?

일반적으로 지구와 나머지 태양계의 나이는 45억5천년(+/- 1%) 으로 받아들여지며, 이러한 수치는 몇 개의 다른 증거들로부터 얻어졌다.

불행히도 이러한 연대가 지구에 있는 물질로부터 직접적으로는 계산될 수 없다. 그것은 지구가 만들어 지면서 생긴 에너지가 지각을 용융시켰을 뿐만 아니라 지표면에서도 침식작용이 원시지구의 지각을 모두 파괴해 버렸기 때문이다.

지구상의 가장 오래된 암석은 몇몇 방사선 동위원소 측정법으로 38-39억년 정도로 측정된다. 이들 암석의 일부는 41-42억년 정도의 연대를 가진 광물들을 포함하는 변성퇴적암들이다. 사실 이런 연대를 가진 암석은 드믈고, 모든 대륙에서 적어도 35억년 정도의 연대를 가진 암석들은 북미와 그린랜드, 호주, 아프리카, 아시아에서 발견되어 진다.

사실 이들 수치는 지구 형성 연대를 실제적으로 알려 주시는 못하지만 지구 연대의 하한값(최소한 지구의 나이가 얼마 이상이라는)은 알려 준다. 이러한 하한값들은 지구의 실제 연대인 45.5억년이라는 추정과 잘 조회되고 있다.

대부분의 직접적인 지구 연대는 지구나 운석에서의 시료들로부터 얻어지는 Pb/Pb isochron 법에 의해서 얻어진다. 이 연대측정은 납의 동위원소 Pb-206, Pb-207, 그리고 Pb-208와 Pb-204의 값을 측정해서 Pb-206/Pb-204에 대해서 Pb-208/Pb-204를 그래프로 그래서 연대를 추정한다.

만약 태양계가 Pb동위원소비율이 균질하게 분포된 물질덩어리로부터 형성되었다면, 태양계의 원시물질로부터 형성된 시료들의 원점은 모두 같을 것이 예상된다. 그러나 시료마다 가지는 Pb-206과 Pb-207의 양이 다르며, 이것은 이러한 동위원소들이 우라늄에서도 붕괴되어 형성되기 때문이다. (U-238은 Pb-206으로 U-235는 Pb-207로 붕괴된다) 이러한 원인들로 인하여 자료의 점들이 서로 벌어지게 된다. 더구나 Pb-206/Pb-204의 값들이 시간에 흐르면서 변한다.

만약 태양계의 근원물질에서우라늄의 동위원소비 역시 균질하다면 계산치의 점에 변화는 있겠지만, 이들은 항상 동일선상에 찍히게 될 것이다. 그리고 이 직선의 경사로부터, 물질덩어리가 각각의 물질로 분리되는 시점에서 부터의 시간을 얻어댈 수가 있을 것이다.

창조론자들은 위에 열거된 가정들 전부를 부인하고 있다. 그러나 이러한 가정들은 그 측정되고 그림으로 그려진 데이터들 스스로 테스트 되며, 창조론자들의 가정에 대한 부인이 없었더라도, 실지 기본가정들은 데이터를 한 직선위에 찍힌다는 것만으로도 부인할 수 없다.

우라늄을 포함하는 운석5개와 포함하지 않는 것들중에서 하나, 현재의 해양퇴적물에서 발견된 것(검정 동그라미)들의 그림은 다음과 같다.

위 도표에서 나타나는 직선의 경사는 45.5+/- 0.7억년을 나타낸다.

대부분의 지구와 태양계의 연대에 대한 측정들은 운석과 같은 지질학적으로 활동성이 없어서 형성당시의 증거들이 지워지지 않는 행성에서 유래한다. 아래의 표는 운석들로부터 얻어진 방사선 동위원소 연대측정의 결과를 나타낸 것이다.

표에서 보다시피, 수백개의 다른 운석시표와 서로 다른 연대측정법에서 나온 결과이지만 45억년이라는 놀라운 일치를 보여주고 있다. 젊은지구를 주장하는 사람들이 자료를 선택적으로 보여준다고 할지 모르나 그것은 잘못된 것이다. 이 자료는 모든 운석의 연대측정결과의 상당한 부분을 보여주는 것이다. Dalrymple (1991, p. 286)에 따르면 100개 미만의 운석을 측정한 결과 이중에서 70개 정도가 낮은 분석오차를 가지고 연대가 분석되었다.

게다가 각 운석들에 대한 두가지 연대측정법을 사용한 결과에서도 거의 같은 연대를 보여준다. 예를들면

게다가 운석의 가장 오래된 나이를 측정하는 것은 한시료를 여러 가지 방법으로 측정하거나 다른 시료를 여러번 반복해서 측정해서 얻은 결과와도 일치한다. 예를들면

운석의 나이를 측정하는데 한 방법을 여러번 측정한 것이나. 각각을 다른 방법으로 실험한 것들이 모두 기존의 태양계의 나이에 대한 모델과 결과와 일치한다.

젊은 지구론자들의 연대측정법

창조론자들은 지구 연대에 대한 상한을 주장하는 그들은 수천년 정도의 매우 젊은 연대를 얻어내는 몇가지 방법을 가지고 있다. Talk.origins에서 아주 자주 논의된 몇가지가 아래에 있다.

1. 대기내의 헬륨의 축적
2. 지구자기장의 능률 붕괴
3. 달표면의 우주진의 축적
4. 해양의 금속물질의 축적

이들이 창조론자들의 젊은 지구 논의를 논박하기에 "최고로"또는 가장 어려운 주제들은 당연히 아니다. 다만, (비록 사실이 아니지만)이러한 자료들이 인기있는 창조론자들의 문헌에 단골로 실려있고, 사실 talk.origins에서 다루어야 할 것들이다.

대기상의 헬륨의 축적 Accumulation of Helium in the atmosphere >

젊은 지구론자들의 논증은 다음과 같다: 헬륨-4는 방사능 붕괴(알파 입자는헬륨의 핵이다)에 의해 생성되며, 이것은 대기중에 계속해서 축적된다.

헬륨은 (수소와 달리) 지구의 중력을 벗어날 수 있을 만큼 가볍지 않으며,따라서 시간이 지남에 따라 축적된다. 대기중의 헬륨의 지금의 양은 불과20만년도 안된 것이며, 그러므로 지구는 젊다. (나는 이 논증이 몰몬교젊은 지구론자인 멜빈 쿡(Melvin Cook)에 의해서 네이쳐지에 편집자에게 보내는 편지란에실린 것이 최초라고 생각한다.)

그러나 헬륨은 대기로부터 빠져나갈 수 있고, 실제로 그러하며, 그 비율은정확히 생성되는 양과 거의 동일하다. 젊은 지구론자들은 젊은 연대를 "만들기"위하여 헬륨이 빠져나갈 수 있다는 메카니즘을 아예 무시해 버렸다.

예를 들면 헨리 모리스는 다음과 같이 말한다:

헬륨-4가 지구로부터 심각할 만큼의 양이 빠져나갈 수 있거나, 그렇다는 어떠한 증거도 없다. (헨리 모리스.1974: Scientific Creationism p.151)

그러나 모리스는 틀렸다. 분명히 그 누구도 연대가 기반을 두고 있는 정 반대의과정을 단순히 무시한 훌륭한 연대 측정법을 "발명"할 수는 없다.

달림플(Dalrylple)은 다음과 같이 말한다.

뱅크와 홀처(12)는 극풍(polar wind)이 4He을 (2-4)x10^6 ions/cm2/sec로 빠져나가게 함을 보여주었으며, 이것은 산출되는 플럭스인 2.5+/-1.5x10^6과 거의 동일한 것이다. 3He에 대한 것도 비슷한 결과, 즉, 산출되는 양과 이탈하는 양이 같다는 결과를 나타낸다. 또 다른 가능한 탈출 메카니즘은 태양풍과 상층대기와의 자기장 세기가 단기간 동안 역전되는 동안의 직접적 반응이다. 쉘돈과 컨(112)은 과거 350만년동안 약 20번의 지자기 역전이 있었다고 추정하며 이것은 헬륨의 생산과 손실의 균형을 확신시켜 줄 수 있다.

달림플(Dalrymple)의 참고문헌:

(12) Banks, P. M. & T. E. Holzer. 1969. "High-latitude plasma transport: the polar wind" in Journal of Geophysical Research 74, pp. 6317-6332.

(112) Sheldon, W. R. & J. W. Kern. 1972. "Atmospheric helium and geomagnetic field reversals" in Journal of Geophysical Research 77, pp. 6194-6201.

이러한 주장은 아래의 창조과학자들의 문헌에 나온다.

Baker (1976, pp. 25-26)
Brown (1989, pp. 16 and 52)
Jansma (1985, p. 61)
Whitcomb and Morris (1961, pp. 384-385)
Wysong (1976, pp. 161-163)

 

2. 지구 자기장의 능률붕괴

젊은지구론자들의 주장 : 자기장의 쌍극자 선분은 그것이 측정되어 온 이후로 계속 조금씩 감소해왔다. 일반적으로 받아들여지는 지자기장의 "다이나모 이론"이 틀린 것으로 가정하고, 지구내부 자성물질의 자유전류에 의해 형성되는 자기 강도가 창조이후 계속 그 소도가 줄어오고 있다는 것이다. 130여년 동안 측정치에서 얻어진 반감기 1400년의 지수 그래프에서보면 8000여년 전에는 굉장히 높은 자기장으로 지구의 존재가 불가능하다. 따라서 지구는 젊으며, 이러한 주장은 Thomas Barnes에 의해 제기되고 있다.

그러나 연대측정원리상에 몇가지 문제가 있다. 전부를 나열할 수는 없지만 4가지만 말한다면.

1. 다이나모 이론이 완성되지는 않았지만 (핵의 일부 성질이 밝혀지지 않았기 때문) 다이나모 이론을 받아들이지 않을 이유가 없다. 만약 장으로 에너지가 유입이 된다면 이러한 외삽법은 쓸모가 없다.
2. 지구 자기장이 한방향으로 변화하는게 아니라 자체적으로 역전된다는 많은 증거들이 있다.이렇게 되면 한방향의 외삽법은 가치가 없다. 이것은 일부 젊은 지구론자들이 인정하는 사람도 있다. Humphreys (1988).
3. Much of the energy in the field is probably locked in toroidal fields that are not even visible external to the core. This means that the extrapolation rests on the assumption that fluctuations in the observable portion of the field accurately represent fluctuations in its total energy.
4. 반즈의 외삽법은 자기장의 비쌍극자 성분을 완전히 무시한다. 이것이 핵내부에서는 무시할 만하다고 할지라도 반즈의 외삽법은 측정할 수 있는 값들을 무시하고 이론적인값으로 대체해 버렸다.

이중에서 마지막것이 무엇보다 중요하다. 지구 자기장은 종종 2가지 성분이 섞여서 측정이 된다. "쌍극자"성분은 단일 자석에서 형성되는 장을 이론적으로 근사한 부분이고, 비쌍극자 성분은 그외 나머지 성분이 섞인 것이다. 1960연대의 연구에 의하면 한세기를 지나면서 쌍극자 성분이 점차적으로 감소한 것은 비쌍극자 성분에 의해서 완전히 보상된다. (다른말로 하면, 자기장의 에너지의 양이 변한다기 보다는 자석의 모양이 이상적인 자석의 형태에서 모양이 바뀐다는 의미이다.) 반즈의 외삽법은 장의 에너지가 감소하는 것에 근거하는 것이 아니다.

더 많은 정보를 원한다면 Dalrymple (1984, pp. 106-108) or Strahler (1987, pp. 150-155)를 살펴 보라.

이러한 주장은 아래의 창조과학자들의 문헌에 나타난다.

Baker (1976, p. 25)
Brown (1989, pp. 17 and 53)
Jackson (1989, pp. 37-38)
Jansma (1985, pp. 61-62)
Morris (1974, pp. 157-158)
Wysong (1976, pp. 160-161)

3.달의 먼지의 축적

젊은 지구를 주장하는 사람들의 가장 흔한 주장의 하나가 지구상에 유입되는 meteoritic dust (우주먼지)를 측정한 결과 인년에 수백만톤이라는 것에 근거한다. 지구상에서는 이정도의 양(1 에이커에 1년동안 신발상자하나 정도)은 침식에 비하면 매우 적은양으로 무시할 수 있지만 달에서는 이러한 침식작용이 없기 때문이다. 젊은 지구론자들은 달은 지구와 거의 같은 면적이라면 거의 비슷한 양의 먼지가 떨어지는데 (아마도 중력이 약하기 때문에 지구의 25%정도) 달이 수십억년 되었다면 달의 먼지는 약 100 feet정도 되어야 한다고 주장한다.

모리스는 달의 먼지의 유입율을 다음과 같이 생각했다.

"Hans Pettersson에 의한 가장 훌륭한 측정결과에 의하면 1년에 천4백만톤이다. " Morris (1974, p. 152) [강조하기 위해서 진한 글씨체 사용-저자] (역주 : 원문은 이탤릭체로 저자가 강조했으나 번역하면서 진한글씨체로 바꿈)

 페터슨은 산위에 올라가서 스모그를 측정하기 위한 장치로 먼지를 모은 다음에 모아진 것에서 니켈의양을 측정하였고 그 니켈이 모두 우주먼지에서 온 것으로 가정하고 계산한 결과를 발표한 것이다.

그 가정은 틀린 것으고 그것이 바로 우주 먼지의 양을 과대평가하는 원인이 되었던 것이다.

패터슨은 일년에 천오백만톤이라고 결론을 내렸지만 그는 같은 논문에서 이 결과들이 약간 과대평가되었을 것이라고 믿으며 아마 5백만톤쯤이 더 정확할 것이라고 했습니다.

모리스가 창조과학에 관한 책을 쓸 때까지 여러 가지 정밀한 측정이 있었는데 이러한 측정은 지구에 유입되는 양이 일년에 약 2만톤에서 4만톤 정도였습니다. 여러 가지 측정방법 (해저 침전물의 화학적인 분석, satellite penetration detectors, microcratering rate of objects left exposed on the lunar surface)에 의한 값들이 거의 일치한다. 이값은 모리스의 결과보다 1/1000 (3 orders) 이하이다.

모리스는 알려진 자료중에서 가장 쓰레기 자료를 이용했고 이것은 가지고 "가장 훌륭한 (best)" 측정이라고 하였던 것이다. 적절한 값을 가지고 계산한다면 달의 먼지는 1피트 미만이 된다.

더 자세한 정보를 얻고 싶다면 Dalrymple (1984, pp. 108-111) or Strahler (1987, pp. 143-144)을 찾아보길 바란다.

(아래의 내용 addendum은 번역하지 않음. 다만 이 내용은 행성지구에 대해서읽어보시면 될 것으로 보임)

4.대양으로의 금속성분의 유입 및 측적

1965년에 출판된 "화학해양학(chemical Oceanography)"라는 잡지에는 해양속의 금속성분에 대한 유입시간에 대한 리스트가 실려 있ㄷ. 이 게산치는 하천에서 대양으로 들어가는 금속의 년간 비율을 해양속에 다양한 금속성분의 양을 나눔으로서 얻어냈다. 몇몇 창조론자들은 이 도표를 다시 만들어서, 이러한 수치들이 바로 바다의 상한연대임을 주장하고 있다. 왜냐하면, 이들 수치들이 금속들이 양이 0으로부터 현재수준에까지 이르기 까지 해양에 유입된 시간을 이야기해주고 있기 때문이다.

먼저 연대를 계산한 방법으로 나온 결과를 살펴보자. 대부분의 창조론자들의 작업은 모든 수치를 다 보여주지 않고 단지 간편한 값들만 보여주고 있는데 이들의 리스트는 다음과 같다.

자 이제 지구의 나이를 알아내기 위한 이러한 방법들에 대해서 비판해 보자.

• 해양으로부터의 금속성분제거에 대한 메카니즘을 무시한다.:
  • 위에 있는 금속들은 평형상태이거나 이에 가까운 것들로 알려진 것이다. 즉, 해양에 대한 유입 및 유출의 비율이 측정방법의 불확실한 부분의 한도내에서 같다. (불행히도 일부의 해양의 화학적 내용이 잘 알려지지 않았기 때문에 불일치가 있는 것도 있다.) 어떤 사람도 평형상태에서 연대를 계산해 낼 수 없다. 즉 해양의 농도가 변하지 않아야 된다. 즉 농도가 전혀 변하지 않고 영원히 있을 수도 있다.
  • 평형상태에 도달되지 못한 금속이라도 그 상대적으로 매우 평형에 가깝다. 필자는 우라늄에 대해 유출추정치가 평형상태 보다도 훨씬 크다는 것을 증명하는 어떤 증거도 발견할 수 없었다. "실제적인" 상한을 계산하기 위해서는 양의 측정 불확실 성의 값을 근사적으로 계산해서 "최대"상한을 계산해야 한다. 또한, 유출비에 대해 가능한 최고치로 계산을 해야되며 측정오차의 한도내에서 가능한 최소의 유입비를 바탕으로 계산해야 한다. 그것이 만약 평형상태에 도달되었다면, 상한 이라는 것이 계산되지 않는다.
  • 게다가 우리해양에서부터 금속이 없어지는 비율을 정확히 알고 그 비율이 유입량과 맞지 않았더라도 이들 수치는 여전히 틀린 것이다. 왜냐하면, 유출비율에 대한 합리적인 근사치를 구하기 위해서는 미분방정식을 풀어야 한다. 상한값을 주장하는 창조론자들은 이러한 요인들을 빠뜨리고 있다. 지금까지 주장된 값은 유출량이 0일 때 (사실 그렇지 않다1)의 상한으로서 유입은 금속이 만들어 졌을 때의 비율보다는 감소할 것이고 따라서 한계라고 주장되어서는 않된다.

• 이방법은 사용할 수 있는 방법이 아니다. 위의 세가지 문제를 무시하고 나온 결과는 무작위로 흩어져 있다. (5개 천년미만, 5개 1-9천년, 5개 1만-99만년, 6개 10만-99만년, 6개 백만년이상) 또한 두 개가 350년이고 알루미늄의 경우 100년을 지시하고 있다. 만약 이 방법이 맞다고 한다면 지구는 최하한 연대가 100년보다 작을 수도 있다. 아무도 지구가 100년밖에 되지 않았다고 토론에서 동의하지 않는다.
•  
• 이런 연대측정법이 독립적인 증거임을 방해할 많은 것들 때문에 실제로 아무연대도 측정할 수없다. (900만년의 [Sr]의 연대가 4200년의 [Hg]와 어떻게 같다고 확실할 수 있을까?) 독립적인 증거는 연대측정에서 중요하다. 과학자들은 일반적으로 단지 한가지 측정으로 계산된 연대를 절대적으로 신뢰하지 않는다.
• 이런 방법들은 사실 일정하지 않지만 균일하다는 생각에 기초해 있다. 유입비가 시간에 따라 항상 일정했다는 것은 믿기가 어렵다. 사실 육지의 비율이 상대적으로 큰 것으로 오늘날의 침식비(유입비)는 과거보다 클 것으로 생각된다.

이방법을 확인할 만한 "확인방법"도 없고 계산결과가 좋다 나쁘다 판단할 길도 없다. 연대를 결정하기 위해 지질학자들이 사용하는 가장 좋은 방법은 연대를 측정할 수 없는 시료를 알아내기 위한 확인방법을 가지는 것이다. 창조론자들이 이 연대측정법에서 틀린 결과가 나올 때 그것이 틀리다고 하는 것은 그들이 좋아하는 값이 아니라서 버리고 싶을 때 뿐이다.

창조론자들이 이런 문제를 출판하는데 열을 내는지 궁금해 할 거다. 그런데, 이건 한두 건이 아니고 다음 문헌에도 여전히 나와있다.

Baker (1976, p. 25)
Brown (1989, p. 16)
Morris (1974, pp. 153-156)
Morris & Parker (1987, pp. 284-284 and 290-291)
Wysong (1976, pp. 162, 163)

결론

진짜로 이런 연대측정방법에는 인기가 많은 것이다. 1960 연대부터 1980연대 말의 (오늘날에서도 많은 창조과학자들의 web site에 발견된다) 창조론자들의 문헌에 단골로 등장하는 것이다. 또 talk.origins에서 많이 나왔던 주제들이다. 이들은 모두 자료를 왜곡한 것이다.

호기심 많고 편견이 없는 관찰자들은 그들이 이런 주장을 깨끗이 "제거"하지 않는한 창조론자들에게 들지 않으려고 논리적으로 반박할 수 있을 것이다. 만약 요즘 생물 교과서에서 "필트다운인"이 인류진화의 증거라는 주장이 있다면 나는 책을 불태워 버릴 것이다. (만일 창조론자들이 주장하는 것들 역시 사실로 받아들여 진다면 난 아마 가진 책이 없을 것이다.)

창조론자들의 방사선 연대측정법에 대한 비판

대부분의 창조론자들의 방사선 연대측정법에 대한 비판들을 몇 개의 부분으로 나누어 볼 수 있다. 이것들은 다음과 같다.

1. 잘못된 측정방법을 사용한 참고문헌
2. 측정방법의 가정이 잘못이라는 주장
   1. 방사성 동위원소의 붕괴상수가 일정하다.
   2. 시료에 오염이 되어있을 수 있다.

1. 잘못된 측정 방법을 사용한 레퍼런스의 인용

이것은 아마 가장 흔히 있는 주장이다. 창조론자들은 사용해서는 않되는 측정법을 사용하여 얻은 결과를 지적하고, 따라서 측정법이 무시될 수 있다고 주장한다. 그런 주장은 다음 두가지 설명으로 반박된다.

• 첫째, 적절하지 못한 측정방법이 전혀 사용가능한 방법이 아니라는 의미는 아니다. 이 질문은 연대측정 불가능한 목표물이 있는가? 없는가?에 대한 것이 아니라 모든 목표물이 주어진 연대측정법에 의해 측정될 수 있는가 없는가 에 대한 것이다. 손목시계 하나가 시간이 잘 안맞게 간다고 해서 모든 시계가 그렇다고 말할 정당성이 없다.

  이떤 창조론자들이 다섯 개의 다른 시계들이 같은 시간을 보여주고 있는 것을 부인할 수 있겠는가? 다섯 개의 방사성 동위원소 연대측정법이 지구상에서 가장 오래된 층에 대한 연대에 동의하고 있는데 (Dalrymple 1986, p. 44) 그런 생각은 가처없이 없어져야 한다.

• 두 번째로 95%이상의 방사성 동위원소 연대들이 진화론상의 (주장되는) 기대되는 연대를 말해주고 있다는 사실은 이러한 주장에 찬물을 끼얹는 것이다. (Dalrymple 1992). 측정법들이 필수적으로 무작위적인 "좋지 않은 결과"를 얻는다는 주장은 왜 이런 "좋지 않은 결과"가 과학의 주류의 결과와 일치하게 되는지를 설명할 수 없다.

2. 측정법의 가정들이 잘못이라는 주장

몇 특정한 가정들이 모든 연대측정법에 관련되어 있다. 붕괴비율의 일정, 오염에 대한 가정 (모원소나 딸원소의 유입이나 유출이 없었다!)등이 정당하지 않다고 말한다.

2.1 붕괴비율의 일정성

방사성 붕괴의 비율(연대측정에 관련된 것)은 어떤 특정 입자가 원자핵으로부터 빠져(tunnel) 나갈려는 시간당 확률과 같은 물질의 기본적인 성질에 기초해 있다. 원자핵은 잘 고립되어 있어서 온도나 압력같은 큰 영향하에서도 상대적으로 안정되어 있다. 지질학적 연대측정법에 관련된 어떠한 붕괴속도의 변화는 어떤 조건에서도 변화되는 것이 관찰되지 않았다.

지질학에 관련된 동위원소 붕괴율의 상당한 변화는 어떤 조건하에서도 발견되지 않았다. Emery (1972)는 방사선동위원소 붕괴율에 대한 실험결과와 이론적인 한계를 충분히 조사했다.

Emery 에 의해 보고된 가장 큰 변화는 여기서 다루는 동위원소도 아니고 붕괴율도 젊은 지구론자들의 주장과 합당한 값의 1%정도의 오더만이 차이가 났을 뿐이다.

Steve Carlip(CK47LK.E2J@ucdavis.edu) 의 방사성 붕괴의 메카니즘에 대한 여담을 한번 들어보자. (스티비의 요청에 의해서 약간 편집함)

알파붕괴의 경우.. 단순한 기본 메카니즘은 영자역학적 터널링 효과(에너지 장벽을 통과하는)이다. 이것은 기초적 양자역학 책에서 어디서나 볼 수 있는 내용 예를들어 Ohanion Principles of Quantum Mechanis라는 책 89쪽에 보면 알파붕괴에 대한 좋은 예가 있다. 이런 과정이 시간에 대한 확률적이고 지수적이라는 사실은 양자역학의 중요한 사실이다. 이러한 시간에 비레성은 "페르미의 황금률"을 따르는 것으로 같은책 292쪽을 보아라.

물론 붕괴속도의 정확한 계산은 에너지 준위(벽)의 형태에 따라 더 세부적인 이해가 요구되므로 매우 복잡하다. 원리상으로는 엄밀히 테스트된 양자 착색역학(quantum chromodynamics)에서 계산되는 데 실제로는 너무 복잡해서정확히 측정되지는 않는다. 그러나 신빙성 있는 근사치가 구해지고 또한 이러한 포텐샬의 형태는 실험적으로도 측정이 되고 있다.

베타 붕괴의 경우의 원리는 다르다 : 양자착색역학 보다는 약전기 이론 (electroweak theory)에 의한다. (글래쇼와 와인버그 그리고 살람이 노벨상을 받은 이론)

위에 언급된 것처럼, 방사성 붕괴는 물질의 기본성질로부터 예측된 것이다. 빠른 붕괴의 의미로 젊은 지구에서의 오래된 지구 연대를 설명하려면 붕괴속도가 6-10오더(=10^(6-10)) 정도 증가해야 한다. (그런 빠른 속도가 홍수전이던 홍수때 일어나든지..)

그러한 물질의 성질상의 큰 변화는 방사성 붕괴외의 다른 큰 영향을 나타낼 것이다. (taken from <16381@ucdavis.ucdavis.edu> by Steve Carlip)

그래서 여기엔 그러한 변화의 증거를 어떠게 찾을 수 있을까 하는 많은 작업들이 있다.

이러한 기술적인 내용이Sisterna and Vucetich (1991)에 의해 요약되어 있다. 그들중에는 다음과 같은 현상이 있다.

• 물질내 상호작용 강도의 변화에 따른 수성, 달과 화성의 반지름 변화에 대한 연구
• 산호의 성장패턴과 태양계의일식처럼 관찰되는 현상에 의해 지구와 달의 궤도상 영년변화에 대한 연구
• 바이킹 미션에 의해 지구로부터 화성까지의 거리를 측정
• PSR 1913+16 펄사의 괘도운동에 관한 데이터
• 베타붕괴에 의해 붕괴되는 나이많은 동위원소들 (Re 187, K40, Rb 87)과 다른 메카니즘으로 붕괴되는 동위원소와의 비교.
• (다른글에서 언급된 ) 오클로 자연핵반응
• 다른 원소들간의 인역(중력)차이에 대한 실험연구 (에트바스-형 실험들)
• 퀘이사의 흡수선 (fine structure and hyperfine splittings)
• KO메손과 그 반입자들 사이의 질량차이에 있는 변화의 실험적 연구

확실하지는 않더라도 위의 관찰들은 방사성 붕괴를 좌우하는 물리상수의 변화에 민감한 것들이다. 예를들어 베타붕괴를 좌우하는 약한 상호작용력의 강도변화는 각 원소들 간의 결합에너지, 즉 인력(중력)등에 유의한 변화를 주게 된다. 비슷하게, 결합에너지의 그러한 변화는 궤도운동에 영향을 주며 보다 직접적으로 인력의 변화가 우리가 보고 있는 상당한 거리를 떨어진 별들의 스텍트럼에 영향을 주게 될 것이다.

이런 관찰들은 매우 세밀한 실험실테스트들의 종합이며, 이들은 시간에 역행하지 않고 어떠한 작은 변화도 정확하게 감지할 수 있는 것들이다. 뿐만 아니라 다소 덜 정교하고 과거의 시간이 보이는 천문학적인 보이는 천문학적인 관찰결과 역시 포함된다. (우리가 관찰하고 있는 백만광년 떨어진 별에서 일어나는 과정들은 백만년전의 것임을 기억하라!)하나의 관찰은 방법론적으로 논쟁이 일어나기 쉽지만, 많은 독립적인 증거들이 복합적으로 보여주는 결과들을 폐기하도록 주장하는 것은 매우 어렵다.

위에 제시된 결과들에서 년간 1/(10^11) 정도의 정확성으로 기본상수의 변화는 없다는 것을 확인할 수 있다.

요약 : 실험적 증거들이나 이론적인 고찰은 방사선동위원소 붕괴상수가 변했다는 것을 부정한다.

오염이 일어났을지도 모른다.

이 주제는 아이스크론 연대측정법 FAQ에 잘 언급되어 있다. 이 FAQ에서 지구의 연대라는 부분에서 논의된 모든 방법은 아이스크론 연대측정법이며 이들은 측정불가한 오염된 표본은 제외시킬 수 있는 방법이 있다.

일부의 연대측정법이 (예를들어,K-Ar이나 탄소 14) 오염에 대해 확인할 방법이 없고 오염되어 있다면 의미없는 결과를 내놓는다. 이러한 이유로 그러한 연대측정 결과들은 큰 신뢰성을 가지지 못한다.

또한 위의 첫 항목과 유사하게, 오염에 대한 핑개들은 방사성 연대측정법이 항상 오래된 지구에 동의한다고는 말하지는 않는다. 만약 연대측정 결과들이 "혼란스런" 결과들만 보여준다고 하면, 오래된지구에 대한 예측값과 일치하는 것을 설명할 수 없을 것이다.

더 읽을 거리들

An excellent, detailed exposition of the means by which the Earth's age is known, as well as the history of attempts to estimate that value, is given in Dalrymple (1991). This book is a must-read for anyone who wishes to critique mainstream methods for dating the Earth. A review of this book in the young-Earth creationist journal Origins (Brown 1992) includes the following text:

"Dalrymple makes a good case for an age of about 4.5 billion years for the material of which the Earth, Moon, and meteorites are composed. [...] His treatment in The Age of the Earth has made it much more difficult to plausibly explain radiometric data on the basis of a creation of the entire Solar System, or the physical matter in planet Earth, within the last few thousand years. In my opinion, the defense of such a position is a losing battle."

(Note: R.H. Brown believes life on Earth and the geological column to be young, but argues that a proper reading of Genesis allows the Earth itself to be much older.)

For those who wish to develop more than a layman's understanding of radiometric dating, Faure (1986) is the prime textbook/handbook on the topic.

There are several shorter works which describe creationist "dating" methods and/or creationist challenges to mainstream dating methods. The best in my opinion is Dalrymple (1986). Brush (1982) and Dalrymple (1984) are also very good.

Writings by old-Earth creationists demonstrate that argument for an old Earth is quite possible without "assumption of evolution." The best few are Stoner (1992), Wonderly (1987), and Young (1982). In addition, Wonderly (1981), Newman & Eckelmann (1977), and Wonderly (1977) are also good.

And, of course Strahler (1987) covers the entire creation/evolution controversy (including all of the topics discussed here) in a reasonable level of detail and with lots of references.

References

Baker, Sylvia, 1976. Evolution: Bone of Contention, New Jersey, Evangelical Press. 35 pp. ISBN 0-85234-226-8 
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Brown, Robert H., 1992. "An Age-Old Question -- Review of The Age of the Earth by Brent Dalrymple" in Origins Volume 19, No. 2, pp. 87-90. 
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Brush, Steven G., 1982, "Finding the age of the Earth by physics or by faith?" in Journal of Geological Education 30, pp. 34-58. 
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Dalrymple, G. Brent, 1991. The Age of the Earth, California, Stanford University Press. 474 pp. ISBN 0-8047-1569-6 
Back to meteorites (oldest or multiple dating methods) or further reading.

Dalrymple, G. Brent, 1986. Radiometric Dating, Geologic Time, And The Age Of The Earth: A Reply To "Scientific" Creationism, U.S. Geological Survey Open-File Report 86-110. 76 pp. 
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Dalrymple, G. Brent, 1984. "How Old Is the Earth? A Reply to ``Scientific Creationism''", in Proceedings of the 63rd Annual Meeting of the Pacific Division, AAAS 1, Part 3, California, AAAS. pp. 66-131. 
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일반적인 방사성 동위원소 연대측정

방사선 동위원소의 연대측정의 가장 간단한 형태는 4가지로 이루어진 식에서 3가지를 측정해서 4번째의 값을 알아내는 것이다. 방정식은 아래와 같이 기술된다.

이 방정식의 각각의 변수는 다음과 같다:

• P_now -모원소의 현재 남아있는 양. 이 값은 측정하면 알 수 있다.
• P_orig - 모 원소가 원래 있던 양. 이것은 현재 남아있는 양에서 딸원소의 양을 합쳐서 알아낸다.
• halflife - 모원소의 반감기. 직접 측정값의 표준값을 이용한다. (이 값이 변하지 않는다는 것은 지구의 나이를 참고할 것)
• age - 방정식과 3가지 값으로 얻어진 연대측정 값

이 방정식을 age를 얻기 위해서 풀면 다음과 같이 변형시킬 수 있다.

Generic 연대측정의 발생가능한 문제점

위의 연대측정법은 계산을 단순하게 하기 위해서 다음과 같은 가정을 하고 있다. 이 가정은 종종 현실에서 맞지 않을 수 가 있다. 이것은 다음과 같다.

• 딸원소의 양이 처음에는 "0"이어야 한다. (혹은 보정하기 위해서 알려져야 한다.)
• 모원소와 딸 원소가 유출과 유입이 생성후부터 전혀 없어야 한다.

만약 이러한 가정이 성립되지 않는다면 단순 연대측정법은 틀린 결과를 내놓게 된다. 그러나 이러한 것들이 단순 연대측정법을 무의미하게 하지는 않는다. 많은 경우에 있어서 독립적인 증거들이 (예를들어 지질학적인 위치, 혹은 화학적인 성질) 이것이 성립한다는 근거가 된다. 그러나 이러한 방법은 검증할 수 있는 방법이 없거나 혹은 이것이 얻어진 당시 상황을 제대로 알 수 없다면 매우 조심스럽게 적용해야 한다.

아이소크론방법은 이런 문제점을 피하기 위해서 만들어 졌다.

아이소크론 방법론

이이소크론 연대 측정법은 4가지의 측정값이 필요하다. 이것은 방사선 붕괴로 생기는 딸 원소의 다른 동위원소의 값을 더 측정하므로 이루어 진다. (간단히 하기 위해서 나는 앞으로 P는 모원소 D는 딸원소 Di는 딸원소이지만 방사선 붕괴와 관계없는 동위원소(한 원소라도 동위원소는 여러 가지이므로)로 표현하겠다.또한 이 방법은 하나의 시료가 아니라 동일한 물질의 혼합물에서 생긴 여러개의 각기 다른 시료를 측정한다. (여러 가지 다른 광물을 포함하는 암석이 측정에 가장 적합하다.)

각각의 측정 그룹은 그래프에서 한점을 이루게 된다. X출은 P/ Di이며 Y축은 D/ Di. 이다. 예를들면 Rb/Sr 아이소크론 법은 다음과 같이 그려진다.

P = ⁸⁷Rb; D = ⁸⁷Sr; Di = ⁸⁶Sr. 
Figure 1. Example isochron plot.

이것은 어떤 의미인가?

이 그림은 아래와 상관관계가 있다.

1. P값이 증가할수록 X 축값이 커진다.
2. D값이 증가할수록 Y 축값이 커진다.

Figure 2. Meaning of the plot axes.

만약 그래프의 선이 직선을 보이고 이것이 (+)값을 가진다면 다음가 같은 상관관계가 있다.

1. 시료의 P값이 커질 수록
2. 시료에 포함된 D/Di이 커진다.

시간이 지나면서 D가 유입되거나 유출되지 않았다면 위의 내용은 성립된다.

왜 아이소크론 자료는 일직선을 보이는가

각각의 점들은 일정한 조건이 만족하면 직선을 보이게 된다. 예를들어 암석이 형성될 때 처럼 모든 것이 녹아서 전체가 균일하다고 보자 그러면 각각의 점은 하나로 모이게 된다.

Figure 3. Global composition of the melt.

암석이 식으면서 그들은 화학적 성질에 의해서 서로 원소의조성이 변하게 된다. (하나의 암석에서 여러 가지 광물이 생기면서 그들의 조성이 다르게 된다는 말) D와 Di은 같은 원소이므로 같은 화학적 성질을 갖게 된다*. 광물은 이러한 원소의 양은 다르게 되겠지만 D/Di의 비율은 항상 일정하게 된다. 이 결과는 동일한 Y 값을 갖게 된다.

^* 위의 이야기는 약간 단순화 시킨 내용이다. 동위원소 간에는 약간 화학적 성질이 다를 수 있다. 또한 극히 적은 경우지만 동위원소가 서로 분화될 수 있다. 이러한 과정을 isotope fractionation 라고 한다. 이러한 효과는 동위윈소 분포에 매우 작은 영향을 미친다. 이것은 아마도 0.2%의 차이를 낼 수 있다. (이것이 일어날 수는 있지만 이것은 매우 드믄 경우이고 설사 일어난다고 해도 이값은 젊은 지구론자의 값을 비교해 보면 매우 작은 값이다.)

반대로 P는 다른 원소이기 때문에 광물이 형성되면서 다른 값을 가진다. 그러므로 D/Di에 비해서 항상 다른 값을 가질 수 있다. 그렇기 때문에 각각의 시료들은 x 축 값이 다르게 된다.

암석의 초기 상태에서는 X 축 값은 다르고 Y 값만 같기 때문에 이들은 수평선으로 나타난다.

Figure 4. Differential migration of elements as minerals form.

수평선은 "0년."을 의미한다.^*

*좀더 정확하게는 수평선은 0년과 구분할 수 없다. 대부분의 경우에서는 반감기의 1/1000의 연은 오차범위 내에서 0년과 구분할 수 없다. (이 오차는 측정값의 오차와 직선성의 오차 때문에 생기는 것이다.) 예를들어 Rb/Sr 아이소크론법에서는 수천만년은 0년과 구분이되지 않는다. 이 값은 젊은 지구론자들이 말하는 값의 수천배이다.

시간이 흘러가면서 방사선 동위원소의 붕괴가 일어나므로 P의 양은 줄어들고 D의 양이 늘어나게 된다. P가 줄어들기 때문에 측정값은 왼쪽으로 D가 증가하므로 위쪽으로 이동하게 된다. 한편 P가 줄어드는 양과 D가 생기는 양이 같기 때문에 움직이는 선은 -1의 기울기를 따라서 움직인다.

붕괴는 모든 시료에서 같은 비율로 일어난다. (모원소 P의 20%가 붕괴되었다면 모든 시료에서 다 같이 20%씩 줄어든다. 그러므로 P가 많았던 시료가 가장 많이 그래프에서 이동하게 된다. 이 직선은 시간이 지나면서도 직선을 유지하게 되나 기울기는 증가하게 된다.

Figure 5. Movement of data points as decay occurs.

기울기의 값은  (생성된)D/(남아있는)P. 이며 이값은 방정식의 "Dnow/Pnow" 값과 같다.

몇가지 주의사항

연대의 불확실성

단순 연대측정을 사용할 경우 그 값은 하나만 나오며 결과가 맞았는지 아닌지를 확인할 수 있는 방법이 없다.

아이소크론법의 좋은 점이 바로 이 불확실성이 어느정도인지가 바로 계산되어 나온다는 것이다. 이것은 자료가 직선성을 보이는 정도에 따라서 확실성이 정해진다. 자료가 얼마나 직선성을 보이는가에 따라서 그 연대의 측정이 정확한가를 확인할 수 있고 기울기의 변화로 측정값의 오차를 알 수 있ㄷ. 가장 직선성을 잘 보이는 것이 가장 정확한 값이다.

좀더 직선성에 대해서 계산하는 방법(회귀분석)을 알고 싶다면 다음과 같은 책을 보기 바란다.

• Gonick (1993, pp. 187-210), an excellent non-technical introduction to generic regression analysis.
• York (1969), a short technical overview of a technique specially designed for assessing isochron fits.

동위원소 지질학자(York)의 사용법은 Gonick의 사용법보다 훨씬 복잡하다. 이것은 Gill's paper에서 다루게 된다. Gonick의 방법은 이해하기는 쉬우나 다음과 같은 필요한 것을 다루지 않는다. (1) 측정값에 대해서 X값에 대한 Y값의 불확실한 정도의 변화 (2) 기울기의 불확실한 정도와 Y 절편의 값의 불확실한 정도 (3) 아이소크론법이 의미있는가를 확인하는 직선의 테스트 방법. 불행히도 이러한 내용은 이해하기 위해서는 고도의 수학적 지식이 필요하다.

연대측정의 가정에 대한 일반적인 논평

연대측정을 하기 위해서는 정확한 측정을 하기 위해서 초기 상태를 알아야 하고 오염이 없어어 한다. 아이소크론법의 놀라운 점은 이러한 가정이 성립되지 않았을 때 직선이 나타나지 않음으로 그것을 확인할 수 있다는 것이다. 단순 연대측정에서는 이것을 확인할 수 없지만 아이소크론법에서는 연대측정의 불확실성을 확인할 수 있다.

Generic 연대측정법의 문제점을 피하는 방법

위의 기본적인 설명으로부터 단순 연대측정의 오차가 생기는 이유와 아이소크론법과 비교해 보겠다.

초기부터 딸원소가 존재할 경우

초기 딸원소의 양 D가 "0"일 필요가 전혀 없다. D/Di의 값이 커지면 수평선이 올라가기는 하지만 측정에는 아무런 문제를 일으키지 않는다.

만약 모원소의 P가 전혀 없다면 Y축을 따라서 점들(암석마다 하나의 값만 가진다)이 있을 것이고 이 값의 값은 시간에 따라서 변하지 않을 것이다. 그러므로 Y 절편 값들은 D/Di 의 값을 나타낸다. 측정값들이 기울기를 가지던 가지지 않던 Y 절편의 값은 모원소가 전혀 없었을 때의 값이고 그 값은 시간에 따라서 변하지 않기 때문이다.

간단히말해서 Y 절편을 구해서 초기의 D를 구한다음에 각 시료마다 초기의 함유량을 빼주고 나서 단순 연대측정방법을이용해도 된다. 이 측정값은 당연히 isochron법과 일치하게 된다.

오염-모원소 유출입

P의 유입과 유출에 따라서 X값이 바뀌게 된다.

Figure 6. Gain or loss of P.

여기서는 간단하게 이해를 시키기 위해서 data가 몇 개 되지 않는다. 하지만 실제로는 여러개의 점을 찍게 되는데 가장 좋은 측정 결과는 개수가 많은 것들이다. 만약 여러개를 측정했는데 직선성이 보이지 않는다면 그것은 시료가 오염되었다는 증거이다.

예를들어 P가 감소한다고 생각해 보자. 각각의 광물마다 P와 Di가 줄어드는 정도가 다르기 때문에 각각의 점들이 이동한 거리는 다 다르게 된다.

Figure 7. Loss of P in all samples

결과적으로 직성성을 잃게된다.

<non-colinear data"> 
Figure 8. Loss of P destroys the fit to a line.

단순히 4개의 점만 있고 2개가 오염이 되었다고 하더라도 아래와 같이 된다.

Figure 9. Migration of parent in two data points.

나머지 2점이 직선이 되기 위해서 필요한 만큼 정확하게 움직이지 않으면 직선이 되지 않는다.

Note: 예를들어 기울기가 0인 경우는 매우 특별해서 모원소가 오염이 되도 기울기는 0그래도 이다. 다시 말해서 0년의 경우에는 모원소의 유입과 유출이 아무런 문제를 일으키지 않는다. 이점은 젊은 지구론자들이 말하는 오염이 일어났다고 하더라도 모원소의 경우에는 아무런 영향을주지 않는다는 것을 말하고 있다.

오염- 딸원소

Rb/Sr 아이소크롬법의 경우에 가장 흔하게 일어나는 이동은 딸방사성 동위원소의 유출이다 (⁸⁷Sr). Faure (1986, p. 123) 가 언급하길:

대부분, 방사성 동위원소의 붕괴로 생기는 딸 원소는 모 원소보다 작으며 다른 이온 charge를 띠기 때문에 빠져나가기 쉽다. 특히 붕괴되면서 생긴 에니지로 인하여 결정 구조가 틈이벌어지게 되며 딸핵종은 더 쉽게 빠져 나갈 수 있다.

[...] 
광물을 관찰하여 얻은 결과를 본다면 87Sr 만이 이동이 있었다고 처리해도 된다.

이러한 변화는 각각의 점들이 수직이동하게 한다.

Figure 11. Gain or loss of D.

P,의 유입과 유출과 마찬가지로 이것은 직성성을 파괴한다.

Figure 12. Gain/loss of D destroys fit to an isochron.

딸원소의 유출의 예외

딸핵종이 유출입이 있었음에도 직성을 보이는 경우가 있는데 이 경우는 다음과 같다.

D 가 완전히 균일하게 된다면 isochron법은 0년을 가르친다. 만약 이것이 암석이 되고 나서 나중에 일어나더라도 측정값은 0년이 된다.

 



Figure 13. Complete homogenization of radiogenic daughter resets the isochron age to zero.

 

만약 D 가 일정한 정도씩만 균질하게되었다면 0년으로 완전하게 세팅되는 것이 아니라 그 중간값을 가지게 된다. 이러한 경우가 드믈 게 일어나는데 일어나기는 한다.

이러한 일이 일어난다고 해서 젊은 지구론자들이 좋아할 것은 없다. (1) 이러한 일은 매우 드믈 게 일어난다. (2) 일어난다고 하더라도 그 결과는 원래의 연대보다 젊게 측정된다 것이다.

그러면 아이소크론법은 실수가 없는가?

이세상에는 완전한 것은 없다. 아이소크론법이 맞지 않는 몇가지 경우가 있다. 아이소크론법의 중요성은 직관적에 의존하지 않는다는 것이다. 아이소크론법이 맞지 않는 경우가 있기는 하지만 이것이 아이소크론법이 무용하다고 말할 근거가 되는가? 그건 아니다.

• 아이소크론법은 지구이 역사와 아주 잘맞아 떨어지고 있다. 만약에 아이소크론법이 무직위적인 값을 나타낸다면 과연 이런 일치가 일어날 것인가? 지구의 나이의 운석의 연대측정 결과를 참고하기 바란다.
• "Counter-intuitive" ages -- 예를들어 암석이 생기기 전의 나이로 측정되는 경우는 대부분이 시료를 적절하게 채취하지 못했을 때 일어난다. 이러한 것들은 대부분의 경우에 피할 수 있다. 이러한 사례로 다음을 살펴보기 바란다. Critique of ICR's Grand Canyon Dating Project.
• 아이소크롬 법이 틀린 나이를 가르칠 경우는 매우 드믄 경우이다. 이것이 서로 다른 아이소크론법가지 측정했을 때도 일어난다는 것은 거의 있을 수가 없다.

이제 특정한 사례를 살펴 보자

동일한 기원을 갖지 않는 경우

아이소크론법은 암석이 동시에 같은 하나의 균일한 혼합물에서 생성된 것을 가정한다.

이것이 맞는지 아는지를 확인하는 방법은 간단하다. 아이소크론법 자체를 이것을 검증할 뿐 아니라 (직선에서 벗어나게 되므로) 물리적 위치나 지질학적 관계를 살펴서 알 수 있다.

만약 이러한 요구사항이 성립되지 않는다고 하더라도 어느정도는 직선성을 보일 수가 있다. 계산된 연대의 중요성은 이것이 결정화 되기 끝난 시점이 아니라 이것들이 균질된 pool에서 벗어난 시점이 된다. 측정 결과도 의미는 있다. 하지만 이것이 측정결과로서의 원하는 바의 의미가 있는 것은 아니다.

오래된 암석이 (기울기가 0이 아닌 직선성을 보이는 경우)서로 다른 온도에서 녹았다고 하자. 예에서는 낮은 온도에서 P/Di의 비율이 가장 낮다.

Figure 15. An old rock, minerals annotated with melting temperatures

이 암석이 서서히 열을 받으면 그리고 용암의 흐름으로 표면에 나오는 시간이 각각 다르다면 초기에 나온 것은 녹는점이 가장 낮은 상태의 광물 성분 조성을 보일 것이고 가장 나온 것은 녹는점이 가장 높은 상태의 광물 성분조성을 보일 것이다.

이 각각의 용암들은 같은 기원이 아니다. 이들은 생성당시 균질되게 혼합물에서 같은 시간내에 분리된 것이 아니다.

간단히 말해서 위의 세가지 용암이 아래의 그림과 같다고 생각해 보자.

Figure 16. The isotopic composition of the various lava flows

각각의 용암에서 다시 식으면서 광물이 형성된다고 보면 아래와 같이 분포할 것이다.

이러한 결과들은 예상된 연대보다 매우 오래된 연대를 나타낼 수 있다. 이러한 inherited age는 매우 정확하게 이해되고 있으며 문헌에서 철저하게 다루고 있다. 이것은 시료를 적절하게 취함으로써 쉽게 피해나갈 수 있다.

또한 최후의 용융 시점에서 화학적인 분화과정은 각각의 점들을 분산시킨다. 이러한 것은 전체 암석을 측정하지 않는다면 값이 매우 분산되어 있게 된다.

2가지 소스의 혼합

두가지 암석이 혼합되었을 경우에도 직선이 나올 수가 있다.

완전히 다른 기원을까진 2물질을 생각해 보자 이들은 다음과 같은 조성을 가지고 있다고 가정하자.

Table 1. Composition of two sources

이 값들은 아이소크론 다이아그램에서 다음과 같이 그려질 수 있다.

Figure 19. Position of source material on an isochron plot.

만약 이러한 2개의 소스가 혼합이 되고 하나의 암석이 되면, 2개의 시료가 화학적 분화과정을거치지 않아도 서로 다른 성분을 가지게 된다. 이것이 아래와 같은 경우가 있을 수 있다.

Table 2. Samples of a mixture, with varying portions of A and B in each.

이러한 결과를 아이소크론 그림을 그려 보면 A와 B가 직선상에 존재한다.

Figure 20. Isochron plot of two mixed sources

혼합은 매우치명적인 문제이다. A와 B 가 전혀 상관이 없으며 각각의 점들이 서로 다양하게 위치할 수 있기 때문에 각각의 직선은 어떤 기울기 값이라도 가질 수 있다.

이런 혼합이 유의마한 값을 가지려면 기울기가 0 이거나 양수의 값을 가져야 한다. 만약에 아이소크론 그림을그렸는데 기울기가 음수의 값을 가졌다면 이것은 두 물질이 혼합되었음을 고려해야 한다. 그리고 이런 결과가 흔하게 나온다면 기존의 유의미한 값들이 혼합물이라는 것을 의심해야 한다. 그러나 그런 경우가 없다.

게다가 대부분의 경우에서 혼합이 이루어 졌는지를 확인하는 방법이 있다. 그것은 같은 Y 축을 사용하고 X축은 1/(D+Di)값으로 그래프를 그리는 것이다.

예를 들어 다음과 같은 자료가 있다고 하자

Table 3. Data for mixing plot

이 그림은 다음과 같이 나타난다.

Figure 21. Plot to detect mixing.

결과가 직선을 보이게 된다면 아이소크론은 아마도 혼합물에 의한 것이고 연대측정의 의미가 없을 것이다.

실제로는 혼합된 data는 매우 복잡한 곡선을 그린다. Faure (1986, Equations 9.5 through 9.10 on p. 142) 는 정확하게 유도해서 여러 가지 가능한 가정을 하면 혼합물의 경우에는 직선을 보이게 된다.

그러나 만약 이 그래프가 직선을 보이지 않는다면

Figure 22. Mixing plot, detecting no mixing.

... 아이소크론 측정 결과는 혼합에 의한 것이 아니다. 이 결과는 믿을 수가 있게 된다.

Zheng's 문헌

최근에  일부 창조과학자들이 Zheng (1989),의 논문에 관심을 가지고 있다. 이 문헌은 마치 젊은 지구론자들을 안심시키고 아이소크론법이 부정확하다고 말하는 것으로 보인다. 이 논문은 Rb/Sr 아이소크론법의 가능한 문제점에 대한 것으로 이러한 문제가 발생한 것으로 알려진 사례를 가지고 다루고 있다.

하지만 이 논문이 젊은 지구론자의 주장에 도움이 전혀 되지 않는다.. Zheng 은 아이소코론이 잘못된 가능성을 4가지를 가지고 논했다.

1. Protracted fractional crystallization 
   이것은 수천만년간의 느리게 식었을 경우를 가정한다. 이것은 젊은 지구론자들에게는 불가능하다. 또한 이것에 의한 차이는 매우 적다. 이것의 사례로 들고 있는 연대는 (first entry in Table II on p. 14), (437 ± 10 Ma) 로서 실제연대 (415 ± 10 Ma)와 큰 차이가 없다.
2. Inherited (에를들어 부분만 녹은 경우) 
   이미 앞서 논의했다. 이러한 점들이 직선을 보이기 위해서는 매우 특별한 상황이 아니면 안 된다.
3. Mixing isochron 
   이것도 앞에 다루었다. 이것의 대부분은 mixing plot test로 확인할 수 있다.
4. 변성작용으로 인한 유사 아이소크론 
   앞에서 다루었다. 이것은 원래 오래된 암석이 다시 변성을 받아서 아이소크론 나이가 지워지게 되는 것이다. 이것은 역시 젊은 지구론자들이 받아들일 수 없는 내용이다.

이상의 내용이 일부 아이소크론법의 문제가 될 수 있는 소지가 있으나 이것들은 모두 젊은 지구론자들의 주장과는 상반되는 내용들이다.

아이소크론방법의 문제점 정리

아이소크론법의 측정에서 잘못된 연대를 일으키는 몇가지 과정이 있다. 한번의 정확한 측정이 다른 9번의 측정 결과를 신빙성있게 해주기는 하지만 다음과 같은 방법으로 더 정확성을 높일 수 있다.

1. 추가로 자료의 검증을 위한 테스트 (예를 들면 mixing test)
2. 화학적 성질이 다른 동위언소를 이용한 교차검증
3. 시료가 얻어진 지질학적 구조에 대한 관심

Brent Dalrymple이 말하길:

대부분의 잘못된 연대측정은 적절한 safeguards 예를들면 standards 와 반복된 실험등으로 걸러낼 수 있다. 하지만 일부는 발표된후 한참 까지도 알아내지 못할 수가 있다. 간단히 말해서 방사성동위원소 연대측정은 신빙성 있는 결과를 보여 주지만 항상 그런 것은 아니다.

[...] 
충분한 교차검증과 조심성 , 그리고 경험으로 우리는 오랫동안 하지 않았던 경우라도 속지 않을 수 있다. (1992, p. 1)

Gill의 논문

최근에 Gill (1996) 이 creationist technical literature라는 곳에 논문을 제출했는데 거기서 그는 모든 Rb-Sr ischron ages 은 모두 잘못된 상관관계를 나타낸다고 말했다. 그 논문의 초록은 다음과 같다.

A mathematical answer is presented for the frequent occurrence of false of "fictious" Rb-Sr isochrons. The reason for these inconsistencies is that a simple linear regression procedure is mathematically invalid if two or more independent variables influence a single dependent variable. In many data sets for the "isochron" procedure, there are two independent variables involved. First, there is the desired radioactive relation between the amount of the rubidium parent and the strontium daughter. Second, since the atomic strontium concentration in the samples is a variable, then the isotopic Sr-87 content of the atom [sic] is also a variable. In such a situation, the "Isochron" regression is mathematically invalid, so both its slope and intercept are erroneous.

만약에 1가지 종속변수에 2개의 독립변수가 영향을 준다면 1차 회귀분석은 수학적으로 의미가 없게 된다. 아이소크론 방법에 있어서 많은 자료들은 2가지 변수들이 관여하고 있다. 첫 번째는 의미가 없다. 루비듐의 모원소와 딸원소간의 비율과 두 번째는 시료중의 스트론튬의 함량이 변수이다. 그렇다면 Sr-87 의 양 또한 변수이다. 이런 상황이라면 아이소크론 방법은 수학적으로 무효한 것이고 기울기나 절편값들은 오류이다. (의미만 통하게 요약)

관심있는 사람은 직접 논문을 읽어보길 바란다. 나는 일단 Rb-Sr 연대측정 방법보다는 창조론자들의 주장에 오히려 크게 4가지가 문제점이 있다고 생각한다..

1. 수학적인 것과 화학적인 것:

아이소크론 자료들은 수학적인 방법으로도 제한을 받지만 관련있는 원소의 화학적인 성질에 영향을 받는다. 질의 이론적인 처리는 오직 수학적인 것만 다룬다. 그러면서 그 안에 내포된 화학적인 것들을 생각하지 못한다. 그리고 화학적으로 불가능한 것을 마치 가능한 것으로 생각하면서 잘못된 결론에 이르게 된다.

질읜 논문은 ⁸⁶Sr 과 ⁸⁷Sr 농도가 본질적으로 독립적이라고 한다.

분모인 divisor [⁸⁶Sr] 이 변수인 이상 어떤 단순한 상관관계도 성립하지 않는다. No such simple [...] 
변수를 이용해서 나누고 회귀분석을 한다면 그 결과는 오류이며 예측이 불가능하고 돌이킬 수 없는 것이다.

이것이 질의 논문의 핵심이 되는 부분이다. 가정이 정확하지 않다면 질의 주장은 가치가 틀리게 된다. 이미 앞에서 언급했지만 동위원소는 암석이 녹으면 (많은 경우에서 매우 짧은 시간에서도) 관련된 원소들이 자유롭게 이동하게 되면 완전히 균질하게 된다. 이렇게 균질하게 된다면 더 이상 ⁸⁶Sr 과 ⁸⁷Sr 은 서로 독립적이지 않고 그럴 수도 없다.

2. 문제가 되는 Rb-Sr 연대의 비율:

질은 매우 Rb-Sr 아이소크론 연대가 잘못된 경우는 현대과학의 주류에서 봐도 상당한 양이라고 주장한다.

지질힉적 문헌 들은 의심스러운 Rb-Sr 아이소크론 연대나 혹은 불가능한 연대를로 가득한 참고문헌을 싣고 있다. Woodmorappe (1979, pp. 125-129) 은 이 문제에 대해서 65 참고문헌을 싣고 있으며, Fause (1977, pp. 97-105) 은 그의 글의 7장을 "fictitious" 아이소크론에 대한 가능한 이유에 대해서 설명하고 있다. Zheng (1989, pp. 15-16) 은 역시 42 참고문헌을 인용하고 있다..

질의 주장은 틀린 것이다. 잘못된 아이소크론범은 보통은 일반적으로 일어나는 혼합 때문이다(덧붙여 말하면 Faure의 7장은 이럿에 대한 내용이다.) 그러나 혼합은 쉽게 구분이 가능하면 고려대상에서 제거될 수 있다. 남아있는 것에서도 엄청난 양의 자료들은 우리가 원하는 일반흐름의 연대측정 결과와 매우 잘 일치하고 지구의 역사와 맞아 떨어지게 잘 정된이 된다.

아주 많은 양의 Rb/Sr 이이소크론이 수행되었고, 우리는 일부 잘못된 자료를 내놓은 것을 가지고 영향을 받을 수는 없다. 그 잘못된 자료는 매우 적은 양이며, 그것은 정상적인 결과들 사이에서 비정상적인 값을 표현하는 것 뿐이다. 논문에서 제기하는 자료들의 상당수는 혼합이 일어난 것이고 나머지 들은 너무 갯수가 적어서 심각하게 고려할 필요가 전혀 없다.

우리가 Rb-Sr 아이소크론 방법이 얼마나 잘못인지 알아보기 위해서는 (1) mixing 테스트를 통과한 것 (2) data의 갯수가 4개 이상인 것 (3) 뛰어난 상관관계를 보이는 것의 갯수를 파악해야 한다. 이것은 현재 보고된 모든 Rb-Sr 아이소크론에 대해서 실시하는 것은 현실적이지는 않지만 일부의 자료에 대해서는 할 수 있다.

Brent Dalrymple (1991, Chapters 5 and 6) 은 운석과 월석에 대해서 상당히 많은 양의 Rb-Sr 아이소크론 연대를 측정했다. 이것은 매우 좋은 테스트 자료이다. 왜냐하면 (1) 지질학적으로 매우 단순한 역사를 가진 것들이며 해석이 간단 명료하고 (2) 많은 시료들의 연대측정이 된 것은 아니기 때문이며, 또한 창조론자들이 주장하는 문헌으로 보고되지 않은 많은 양의 잘 맞지 않는 자료라는 것이 거의 없기 때문이다.

3. Gill's 사례들은 인위적이다

많은 경우 질의 논문에서는 하나의 사례만을 가지고 다룬다. 이것은 매우 인위적인 것이다. 그는 점이 4개가 찍힌 경우 에 각각 2개의 점이 심하게 왼쪽으로 모여있고 나머지 2개의 점이 오른쪽에 모여있는 것을 다룬다.

이것은 원칙적으로 2개의 그룹의 자료이다. 그리고 2그룹의 자료는 어떤 의미에서도 직선성을 보장하지 못한다. 각각읜 점들은 직선상에서 충분히 퍼져있지 못하다. 질은 그 자료들에 있어서 나눌 때 처음의 2개를 나누지 않고 처음과 마지막 data를 4로 나누거나 혹은 각각 다른 값으로 나누기를 하기 때문에 원래의 값보다 훨씬 더 나쁜 직선성을 보인다.

4. Gill 은 실제 사용하고 있는 아이소크론 평가기술을 무시한다.

질이 사용한 단순 회귀분석은 아이소크론법에서 사용하는 방법이 아니다. 실제 사용하는 방법은 측정오차를 감안해서 매우 복잡한 방법으로 직선성을 확인한다. 눈으로 보이기엔 충분히 직선이라고 하더라고 이것이 적절한 아이소크론이 유효하다고 말할 수는 없다.

질이 제시한 사례는 그것이 현실적이라고 평가하기 힘들다. 왜냐하면 그의 값들은 실제 측정값들이 아니라 그냥 생각해 낸 값이기 때문이다. 한편 상관계수 0.993은 매우 높아 보인다. 하지만 실제로 실제 결과들은 이것보다 더 좋은 것들 (0.997-8)이 여럿 있다.

몇몇 talk.origins에서 나온 질문들

아래의 몇몇 아이소크론에 대한 흥미있는 질문들이 있다. 질문자의 이름은 허락을 받지 않았기 때문에 밝히지 않았다.

1. 어떻게 방사성  붕괴로 생긴 것과 원래 있던 ⁸⁷Sr을 구분할 수 있는가요??

   Rb/Sr 아이소크론법에 있어서 생성당시의 ⁸⁷Sr 과 ⁸⁶Sr 의 비율은 알필요가 없습니다. 이값은 아이소크론의 직선의 Y절편값으로 부수적으로 알 수 있습니다. 자료들이 직선을 이루고 있다면 계산으로 알아내는 것입니다.

2. 아이소크론 연대측정이 뭔가요? 방법인가요? 방정식인가요? 아니면 그래프인가요?

   아이소크론은 한시간을 나타내는 직선상에 있는 data 점들의 모임(set)을 말합니다. (아이소는 같다는 의미이고 크론은 시간이라는 의미입니다. 에러크론이라는 용어는 직선을 이루지 못하는 점들의 모임을 말하고 있습니다. 가장 직선성이 우수한 직선은 아이소크론이라고 부르기도 합니다. 아이소크론을 나타내는 그래프상의 plot을 종종 아이소크론 다이아그램 혹은 아이소크론 plot이라고 합니다.

   연대측정을 위한 이러한 plot을 이용하는 방법을 아이소크론 연대측정법이라고 하고 이글에서 사용한 아이소크론 연대측정법이라는 것은 아이소크론 연대측정법에 사용하는 방법적인 것을 포함하고 있습니다.

   아이소크론 방법론은 다음과 같은 동위원소에 적용할 수 있습니다:

   P	D	Di	half-life (*109 yr)
   87Rb	87Sr	86Sr	48.8
   40K *	40Ar	36Ar	1.25
   147Sm	143Nd	144Nd	106
   176Lu	176Hf	177Hf	35.9
   187Re	187Os	186Os	43
   232Th *	208Pb	204Pb	14
   238U *	206Pb	204Pb	4.47

   ^* Most dating with these isotopes is not performed via the exact isochron methodology described here.

   Table 4. Isotopes used for isochron dating

3. 어떻게 반감기를 측정합니까 ? 어떤 동위원소는 600억년이 되야 어느정도 붕괴가 되는데. 붕괴상수를 어떻게 몇시간에 정확하게 측정할 수 있습니까?

   반감기를 측정하는 것은 몇시간에 측정하는 것이 아닙니다. Davis et al. (1977) 은 ⁸⁷Rb (48.9 ± 0.4 billion years) 의 붕괴상수를 19년간 동안에 걸쳐 측정했습니다.

   통계적인 불확실성 검증도 하게 되는데 예를들어 몇시간이라는 시간은 매우 짧은 시간이라서 긴 반감기를 가진 경우라면 반감기의 1/10¹⁵ 이지만 이값은 수 밀리그램의 동위윈소가 10¹⁸ 원자를 가진다는 것은 보면 결코 작은 시간은 아닙니다..

   매우 긴 반감기를 가진 동위원소라고 할지라도 붕괴가 일어나는 정도는 매우 일정합니다. 시료를 정확하게 양을 측정할 수 있다면 붕괴가 일어나는 것은 매우 정밀하게 측정할 수 있기 때문에 반감기는 매우 정확하게 측정이 가능합니다.

    

4. 직선은 우리가 시료의 양이 얼마이던간에 모원소와 딸원소의 비율은 항상 같다는 것을 말해줍니다. [...] 
   그러면 암석이 형성되면 모원소와 딸원소가 존재하지만 형성되면서 이것들이 골구루 분포하게 된다면 우리는 아이소크론 직선을 얻기야 하겠지만 (사실은 X 축 값이 하나임)이것이 시료의 나이를 말할 수 없을 것 같은데

   위의 주장은 아이소크론법이 모원소 (P) 를 딸원소r (D)에 대해서 그린다면 맞습니다. 하지만 그래프는 P/Dv를 D/Di에 대해서 그립니다. Di 의 값이 광물마다 다르기 때문에 P를 D에 대해서 그릴 때는 나타나지 않는 아이소크론 직선이 나타나는 것입니다.

   어떻게 다른 광물에서 P/Di가 달라지는 지는쉽게 이해가 됩니다. P 과 Di 은 다른 화학적 성질을 가지게 되므로 어떤 광물에는 P가 더 적절 할 수 있고 반대가 될 수도 있습니다. 이것이 바로 왜 시료마다 각각 다른 X 값을 가질 수 있는지를 설명합니다.

   그러나 암석중의 광물이 어떻게 D/Di의 값이 다를 수 있는지는 쉽게 이해가 되지 않습니다. 이것이 바로 아이소크론법이 발견된 이유인데, 직선이 양의 기울기를 가진다면 여기엔 (1) D축적 (2) P의 양 사이엔 상관관계가 있습니다. 이것은 D 가 P에 의해서 생성이 되었기 때문입니다. 이러한 상관관계가바로 시료의 나이를 알려주고 또한 시료가 오염이 되었는가를 밝혀 줍니다.

    

5. 몇만약에 한 부분이 모두 완전히 균질하게 섞이고 모든 시료가 같은 비율로만 되어 있다면 ...천년의 붕괴가 별 상관이 없다면, 아이소크론 직선은 생성될 때 완전하게 섞인 상태임을 나타내는 것은 아닌가요?

   당신이 나타낸 상황은 연대를 나타내지 못합니다. 만약 P가 (D와 Di)와 화학적인 분리가 일어나지 않는다면 모든 점들은 한곳에 찍히게 되고 한점만으로는 직선을 그을 수가 없습니다.

6. 만약에 과학자들이 시료가 오염이 되었다고 생각되면 어떻게 하나요?

   이말은 원하는 결과가 아니면 폐기하고 좋은 결과가 나오면 그것을 발표하는 것으로 들리는데 그렇지 않습니다.

   • 그렇다면 그것은 비정직한 것으로 인식됩니다. 어떤 사람이 30개의 측정을 하고 20개는 자료로 쓰고 나머지 10개는 맞지 않는다고 버릴 수는 있지만 다른 사람이 같은 실험을 해보고 이것이 사기임을 밝힐 수 있습니다.

     범위를 벗어난 점들이 아이소크론 다이아그램에 보고되기는 하지만 가끔 이런 것들이 계산에 포함되지는 않는데 이때는 당연히 논문에 그점을 명확하게 밝힙니다.

   • 또한 가장 좋은 결과를 얻기 위해서 여러번 아이소크론법을 수행하는 것은 매우 돈이 많이 드는 방법입니다. 단 한번의 아이소크론 방법일지라도 시료가 여러개가 필요합니다. 이것은 고가의 장비를 필요로 합니다. 오래전에 ICR에서 그랜드 캐년의 연대측정에 ("Grand Canyon Dating Project" ) 수만달라를 사용했는데 단 한번의 Rb-Sr 아이소크론 연대측정을 했을 뿐입니다. 이것은 매우 극단적인 예이긴 하지만 결코 비용이 적게 드는 실험이 아닙니다.
   • 같은 실험을 2번 반복해서 더 좋은결과를 얻을 가능성이 매우 적습니다. 차라리 그럴 바에야 다른 방법을 한번 더 사용하는 것이 더 좋을 것입니다.
   • Negative Result들이 정규적으로 보고되고 있습니다. 비록 이런 것들이 연대를 정확하게 나타내 주지는 못하지만 이것들이 시료들의 역사에 대해서 정보를 주는 것이 많습니다. Faure (1986, p.126)를 보시길 바랍니다..
   • 마지막으로, 이것이 가장 중요한데. 만약 아이소크론법이 무작위적인 결과를 내놓는다면 지금까지 다른 방법으로 그리고 다른 사람에 의해서 측정할 결과들과 전혀 일치할 수 없을 것입니다. 이 것에 대해서는 "지구의 나이"에 나온 운석의 연대측정 결과를 보기길 바랍니다. 여러명의 연구자들의 결과들이 서로 일치하는 결과를 보이고 있습니다.

Further Reading

An excellent semi-technical introduction to isotope dating methods (with an emphasis on isochron and Pb isotope dating) is available in Dalrymple (1991). I highly recommend this text. It is accessible to those who haven't studied the field, and has even received reasonably positive review in creationist literature. Isochron methods are introduced in a section titled "Age-Diagnostic Diagrams" (pp. 102-124).

For those who don't mind wading through a college-level textbook on isotope dating, I also highly recommend Faure (1986). It is the standard text on the entire field, and includes a large number of references to the primary literature. And, like Dalrymple's book, it has also received reasonably positive review in creationist literature. Isochron methods are first introduced in Chapter 6 (specifically pp. 72-74). More detailed treatment is given in Chapter 8, and Chapter 9 is an extended treatment on mixing.

References

Dalrymple, G. Brent, 1991. The Age of the Earth. California: Stanford University Press, ISBN 0-8047-1569-6. 
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Dalrymple, G. Brent, 1992. Some Comments and Observations on Steven Austin's "Grand Canyon Dating Project". Unpublished. 
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Davis, D.W., J. Gray, G.L. Cumming, and H. Baadsgard, 1977. "Determination of the ⁸⁷Rb decay constant" in Geochim. Cosmochim. Acta 41, pp. 1745-1749. 
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Faure, Gunter, 1986. Principles of Isotope Geology (Second Edition). New York: John Wiley and Sons, ISBN 0-471-86412-9. 
Back to contamination, questions, or further reading

Gill, G.H., 1996. "A Sufficient Reason for False Rb-Sr Isochrons" in Creation Research Society Quarterly 33, pp. 105-108. 
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Gonick, Larry, 1993. The Cartoon Guide to Statistics. New York: HarperPerennial, ISBN 0-06-273102-5. 
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York, Derek, 1969. "Least-squares fitting of a straight line" in Canadian Journal of Physics 44, pp. 1079-1086. 
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Zheng, Y.-F., 1989. "Influences of the nature of the initial Rb-Sr system on isochron validity" in Chemical Geology (Isotope Geoscience Section) 80, pp. 1-16. 
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*이글은 "방사성 동위원소 연대측정법: 기독교적 조망"이라는 ASA(미국과학연맹:미국의 기독교 과학단체)와 크리스챤 지질학 연맹(역시 기독교 지질학단체)에서게재한 기독교인을 위한 방사성 연대측정법에 대한 글 중 일부입니다.

(방사성 동위원소 연대측정법은 줄여서 방사성 연대측정법으로 표기합니다.)

<부록: 방사성 동위원소 연대측정기술에 대한 흔한 오해들>

특히 크리스챤 사이에서 유행하는 몇가지의 오해들이 있다. 이러한 내용의대부분은 위의 논의에서 설명되었지만, 분명하게 하기위해 여기서 다시정리한다.

1. 방사성연대측정법은 기준화석(index fossil)에 기반을 둔다.

실제로 이런 말들이 있지만, 이것은 완전히 사실과 다르다. 방사성 연대측정법은방사성 동위원소의 반감기에 기반을 둔다. 이 반감기는 과거 40-80년간 측정되어왔다. 결코 화석에 의해 조정되는 것이 아니다.

2. 붕괴율은 잘 알려져 있지 않으며, 따라서 연대는 정확하지 않다.

암석의 연대 측정에 사용되는 모든 붕괴율은 2%이내의 오차로 알려져 있다. 불확실성이 조금 큰 것은 레늄(5%), 루테늄(3%), 그리고 베릴륨(3%) 뿐이다. 그런 작은 불확실성이 방사성 연대측정을 무시할 이유는 될 수 없다. 암석의 나이가 100만년이건, 102만년이건 큰 차이는 없다.

3. 반감기의 작은 오차가 연대 측정의 매우 큰 오차를 산출한다.

지수함수(exponents)가 연대측정법의 공식에 사용되기 때문에, 사람들이 이것을 사실이라고 생각할 수 있지만, 그렇지 않다. 반감기가 2%다르면 연대에 2%의오차만을 만든다.

4. 붕괴율은 물리적 환경에 의해 영향받을 수 있다.

암석의 연대를 측정함에있어 이것은 사실이 아니다. 연대 측정에 사용하는방사성 원소는 열이나, 냉각, 압력, 진공, 가속, 그리고 강력한화학반응에서도어떤 측정할 수 있는 변화가 없다. 암석의 연대와는 관련없는 단 하나의 경우가앞 절 "회의론자들의 여전한 시도"에서 논의되었다.

5. 아무도 붕괴율을 직접 측정한적이 없다. 단지 추리에 의해 알 뿐이다.

붕괴율은 지난 50-80년간 직접적으로 측정되어 왔다. 어떤 경우에는 순수한모원소의 무게를 재고, 오랜시간 놓아둔 다음에, 산출된 자원소(daughtermaterial)의 무게를 재어 결과를 낸다. 많은 경우에는 방사성 붕괴시방출되는 에너지의 양을 측정하는 것이 더 간편하다. 이 경우에는, 모물질은주의깊게 무게가 측정되고, 가이거(Geiger) 계수기에 놓여지고 긴 시간동안 붕괴의 수를 계산한다.

6. 붕괴율은 시대에 따라 느려질 수 있으며, 오래된 연대는 불확실하다.

우리가 과거에 일어난 이러한 가능성을 배재할 수는 없지만, 지난 한세기 동안이러한 일이 일어났다는 어떠한 증거도 나온적이 없다. 다음의 논증은 이러한제안이 아무의미가 없음을 설명한다: 다른 연대 측정법이 훌륭하게 일치하고있으므로, 모든 반감기가 똑같은 비율로 감소했어야만 한다. 그렇일이일어났다는 것은 시간자체가 느려졌다는 것과 같은 것이다. 그러나 모든 것은여전히 오래된 것처럼 보일것이며, 맨 처음부터 이러한 제안으로 일을 복잡하게만들 이유가 무엇인가?

7. 원래부터 붕괴된 물질이 암석속에 얼마나 많았는지를 알아낼 방법이 없으며,그것들은 가상적으로 오래된 연대를 산출할 것이다.

연대측정작업의 한가지 주요한 일은 원래 얼마나 많은 동위원소가 있었는지를 설명하는데 있다. 대부분 이것은 주어진 암석으로부터 한개 이상의 샘플을 사용함으로써 이루어진다. 모원소와 자원소와 안정한 다른 원소와의 상대적 비율을측정함으로써 모원소가 없었을 때에 얼마나 자원소가 존재했었는 지를 알 수있다. 이것은 초기량과 같다. (이 양은 모원소의 붕괴가 없다면, 일정할것이다.) 그림4[그림은 생략합니다:역주]와 거기에 따른 설명은 대부분 이것이어떻게이루어지는 지를 말해준다. 이것이 100%완벽히 증명되는 것이아닐지라도, 다른 연대측정법과의 비교하여 이것이 얼마나 신뢰할 수 있는가를 보여줄 수 있다.

8. 단지 몇가지의 연대측정법 밖에는 없다.

우리는 열한가지의 다른 방사성 연대측정 기술을 열거하고 논의해 보았다.

이것들은 단지 빙산의 일각일 뿐이다. 40여가지가 넘는 방사성 연대측정법이사용되고 있으며, 안정된 희귀 동위원소, 나이테, 빙하같은 일년의 변화, 그리고 다른 믿을만한 방법들을 사용하는 많은 다른 연대측정 기술이 있다.

9. 암석의 방사선 광륜(halo)은 젊은 지구의 증거이다.

이것은 방사성 원소가 밀집된 특정 암석의 결정의 주변을 회손한 작은 광륜을가리킨다. 광륜은 우라늄의 붕괴에 의해 생성되는 폴로늄으로 생각되며, 어떤암석들에게서 발견된다. 그렇게 짧은 반감기를 가진 원소에 대한 설명은 이것이방사성 원소의 초기 농도에 의해 생성된 것이 아니란 것이다. 이것은, 물이광물의 내부의 틈으로 스며들때에 화학적 변화가 새로 형성된 폴로늄을특정장소에 떨어뜨리게 되고 거기서 즉시 붕괴한 것이다. 비록 이 광륜의 중심은한번에 몇개의 원자밖에는 없지만, 광륜은 매우 긴 기간동안 형성된다.

"열수작용"의 효과는 때로는 이상하게 보일 수 있으며, 이러한 것은 화학적으로 무반응적이며 매우 작은 용해도를 갖는 금이 매우 긴기간동안의 물의 활동에의해 수정광맥에 축적되기도 한다. 이러한 결과들은 문제의 광륜이 결코 짧은수명을 갖는 동위원소로 부터 생긴것이 아님을 말한다.

어쨋든 우라늄에 의한 광륜은 흔하지 않다. 이것은 우라늄이 긴 반감기를가지며, 이러한 광륜은 최소한 수백만년의 생성기간을 갖기 때문이다.

이 때문에 많은 사람들은 광륜이 매우 오래된 지구의 증거를 제공한다는 데동의한다.

10. 오직 무신론자와 자유주의자만이 방사성 연대 측정에 참여한다.

사실은 성서를 믿는 많은 크리스챤이 방사성 연대 측정에 참여하고 있으며, 그 유효성을 첫눈에 확인할 수 있다. 크리스챤 지질학 연맹의 대부분의 회원들은 방사성 연대측정법이 신이 지구를 수천년이 아닌 수십억년전에 창조했다는 증거라는 것을 굳게 믿고 있다.

11. 다른 연대 측정법은 주로 상충된 결과를 낸다.

이것은 전혀 사실이 아니다. 연대측정 기술들이 대개 일치한다는 사실이야말로 과학자들이 처음에 그것들을 신뢰하는 이유이다. 미국의 거의 모든 대학의도서관에는 "사이언스"지, "네이쳐"지, 그리고 특정 지질학 저널들 같은 연대연구의 결과들을 알려주는 간행물이 배치되어있다. 일반인들은 누구라도 이러한 도서관에서 검색하는 것을 환영받는다. 이 결과들은 감추어진 것이 아니다.

사람들은 가서 직접 그러한 결과들을 확인할 수 있다.

 다음은 크리스 스태슨(Chris Stassen )의 talkorigins FAQ인 "지구의 연대"의 일부입니다.

<대기상의 헬륨의 축적 Accumulation of Helium in the atmosphere >

젊은 지구론자들의 논증은 다음과 같다: 헬륨-4는 방사능 붕괴(알파 입자는헬륨의 핵이다)에 의해 생성되며, 이것은 대기중에 계속해서 축적된다.

헬륨은 (수소와 달리) 지구의 중력을 벗어날 수 있을 만큼 가볍지 않으며,따라서 시간이 지남에 따라 축적된다. 대기중의 헬륨의 지금의 양은 불과20만년도 안된 것이며, 그러므로 지구는 젊다. (나는 이 논증이 몰몬교젊은 지구론자인 멜빈 쿡(Melvin Cook)에 의해서 네이쳐지에 편집자에게 보내는 편지란에실린 것이 최초라고 생각한다.)

그러나 헬륨은 대기로부터 빠져나갈 수 있고, 실제로 그러하며, 그 비율은정확히 생성되는 양과 거의 동일하다. 젊은 지구론자들은 젊은 연대를 "만들기"위하여 헬륨이 빠져나갈 수 있다는 메카니즘을 아예 무시해 버렸다.

예를 들면 헨리 모리스는 다음과 같이 말한다:

헬륨-4가 지구로부터 심각할 만큼의 양이 빠져나갈 수 있거나, 그렇다는 어떠한 증거도 없다. (헨리 모리스.1974: Scientific Creationism p.151)

그러나 모리스는 틀렸다. 분명히 그 누구도 연대가 기반을 두고 있는 정 반대의과정을 단순히 무시한 훌륭한 연대 측정법을 "발명"할 수는 없다.

달림플(Dalrylple)은 다음과 같이 말한다.

뱅크와 홀처(12)는 극풍(polar wind)이 4He을 (2-4)x10^6 ions/cm2/sec로 빠져나가게 함을 보여주었으며, 이것은 산출되는 플럭스인 2.5+/-1.5x10^6과 거의 동일한 것이다. 3He에 대한 것도 비슷한 결과, 즉, 산출되는 양과 이탈하는 양이 같다는 결과를 나타낸다. 또 다른 가능한 탈출 메카니즘은 태양풍과 상층대기와의 자기장 세기가 단기간 동안 역전되는 동안의 직접적 반응이다. 쉘돈과 컨(112)은 과거 350만년동안 약 20번의 지자기 역전이 있었다고 추정하며 이것은 헬륨의 생산과 손실의 균형을 확신시켜 줄 수 있다.

달림플(Dalrymple)의 참고문헌:

(12) 뱅크, P.M & T.E. 홀처.1969:"고위도에서의 플라즈마 이동:극풍"

(112) 쉘돈 W.R. & J. W. 컨.1972: "대기중의 헬륨과 지자기장의 역전"

Dalrymple's references:

(12) Banks, P. M. & T. E. Holzer. 1969. "High-latitude plasma transport: the polar wind" in Journal of Geophysical Research 74, pp. 6317-6332.

(112) Sheldon, W. R. & J. W. Kern. 1972. "Atmospheric helium and geomagnetic field reversals" in Journal of Geophysical Research 77, pp. 6194-6201.

젊은 지구를 주장하는 사람들의 가장 흔한 주장의 하나가 지구상에 유입되는 meteoritic dust (우주먼지)를 측정한 결과 인년에 수백만톤이라는 것에 근거한다.

지구상에서는 이정도의 양(1 에이커에 1년동안 신발상자하나 정도)은 침식에 비하면 매우 적은양으로 무시할 수 있지만 달에서는 이러한 침식작용이 없기 때문이다. 젊은 지구론자들은 달은 지구와 거의 같은 면적이라면 거의 비슷한 양의 먼지가 떨어지는데 (아마도 중력이 약하기 때문에 지구의 25%정도) 달이 수십억년 되었다면 달의 먼지는 약 100 feet정도 되어야 한다고 주장한다.

모리스는 달의 먼지의 유입율을 다음과 같이 생각했다.

"Hans Pettersson에 의한 가장 훌륭한 측정결과에 의하면 1년에 천4백만톤이다. " Morris (1974, p. 152)

페터슨은 산위에 올라가서 스모그를 측정하기 위한 장치로 먼지를 모은 다음에 모아진 것에서 니켈의양을 측정하였고 그 니켈이 모두 우주먼지에서 온 것으로 가정하고 계산한 결과를 발표한 것이다.

그 가정은 틀린 것으고 그것이 바로 우주 먼지의 양을 과대평가하는 원인이 되었던 것이다.

패터슨은 일년에 천오백만톤이라고 결론을 내렸지만 그는 같은 논문에서 이 결과들이 약간 과대평가되었을 것이라고 믿으며 아마 5백만톤쯤이 더 정확할 것이라고 했습니다.

모리스가 창조과학에 관한 책을 쓸 때까지 여러 가지 정밀한 측정이 있었는데 이러한 측정은 지구에 유입되는 양이 일년에 약 2만톤에서 4만톤 정도였습니다. 여러 가지 측정방법 (해저 침전물의 화학적인 분석, satellite penetration detectors, microcratering rate of objects left exposed on the lunar surface)에 의한 값들이 거의 일치한다. 이값은 모리스의 결과보다 1/1000 (3 orders) 이하이다.

모리스는 알려진 자료중에서 가장 쓰레기 자료를 이용했고 이것은 가지고 "가장 훌륭한 (best)" 측정이라고 하였던 것이다. 적절한 값을 가지고 계산한다면 달의 먼지는 1피트 미만이 된다.

추가적인 정보를 얻고 싶다면 Dalrymple (1984, pp. 108-111) or Strahler (1987, pp. 143-144)을 찾아보길 바란다.

젊은 지구론자들 중에서 흔히 공룡과 사람의 발자국이 같이 발견되었다며,이것이 진화를 부정하고 창조론을 증명하는 것이라고 주장하는 사람들이있읍니다. (인터넷 등을 둘러보아도 많은 컬러 사진을 볼 수 있읍니다.)그러나 공룡과 사람의 화석은 같은 시대에서 출토된 적이 없으며,인간과 공룡은 공존한 적이 없읍니다.

다음은 창조론자이자 "창조론 대강좌"의 저자인 양승훈의 글입니다.

창조론자 스스로가 공룡-사람 발자국에 대한 어떤 평가를 내리는 지를읽어보시기 바랍니다.

한때 미국 창조론 및 진화론 학계에서는 텍사스 주, 글렌로즈 근처에 있는폴럭시강 하상의 백악기 석회석 위에 공룡 발자국과 사람 발자국이 나란히공존한다는 창조과학자들의 주장으로 떠들석했다. 폴럭시강의 공룡 발자국은이미 1930년대에 롤랜드 버드가 발굴하여 그 화석들은 미국자연사박물관에옮겼다. 그러나 사람 발자국을 닮은 화석은 1976년 존 그린과 잭 왈퍼가재발굴 한 것으로 "돌에 새겨진 발자국들"이라는 창조론 영화를 통해널리 알려지게 되었다. 이 때 발굴한 발자국 화석에는 여섯 개의 사람발자국을 닮은 화석과 두 개의 커다란 "검상견치를 가진 고양이과 동물의발자국"이 있었다. 이 화석들은 안식교 창조과학자인 클리포드 버딕이각각 하나씩을 소장하고 있고, 나머지는 안식교 대학으로 메릴랜드 타코마파크에 있는 콜롬비아 유니온 대학에 소장되어 있다.

만일 실제로 공룡과 사람의 발자국이 같은 바위 위에 찍혀있는 게 분명하다면이는 공룡이 사람과 같은 시대에 살았음을 보여주는 것이라고 할 수 있다.

사람과 공룡의 공존은 지금부터 약 4500여년전에 일어난 노아 홍수를 공룡멸종의 시기로 보는 창조론자들의 예측과 정확히 일치한다. 반면에 중생대말인 6500만년 전에 공룡이 멸종했고 인간은 300여만년 전부터 원숭이로부터진화하기 시작했다고 믿는 진화론자들에게는 치명적인 증거가 된다. 그래서헨리 모리스, 죤 왈콤을 비롯한 많은 창조과학자들은 이 증거를 진화론을부정하는 결정적인 증거로 곧잘 인용하였다. 그러므로 수많은 사람들이폴럭시강을 방문하여 이를 확인하거나 이전에 발굴된 발자국 화석들을치밀하게 연구하였다. 전 해사연구소 연구원이었으며 현제 (주)K&J 대표이사인제양규 박사도 이를 위해 폴럭시강을 방문한 적이 있다.

그러나 안식교 지질학자인 버어니 뉴필드와 창조과학자이며 ICR 지질학자인죤 모리스는 이 발자국 화석들이 최근에 만들어진 것임을 밝히고 있다. 즉 그 발자국들은 미국 경제공황 때 그 지방 사람들이 돈을 벌기 위해 교묘하게바위 위에 새긴 것이라고 주장하고 있다. 뉴필드는 말하기를 "폴럭시강지역에 오랫동안 살아온 사람들은 그 발자국들이 대공황 기간동안 돈을벌기 위해 발굴되어 조각된 것이라고 말한다. (버딕과 콜롬비아 유니온 대학이소장하고 있는 발자국) 둘 다 그 기간동안 조각된 것이다"고 한다. 존 모리스도 이렇게 말한다.

의심하는 사람들은 그발자국들이 조각된 것이며 실제의 것이 아니라고 주장하는데 불행하게도 이러한 비난은 일리가 있다. 사실 글렌 로즈에 살았던 텍사스 사람들 중 기업심이 있는 사람들은 대공황 기간동안 잘 보존된 발자국들을 발굴 판매하여 돈을 벌었다. 당시의 값은 10불에서 25불 사이였으며 사람의 발자국보다 공룡의 발자국을 찾는 사람들이 훨씬 많았다. 그러나 곧 잘 보존된 발자국들은 바닥이 났다. 그러자 몇몇 사람들은 주변에서 이용할 수 있는 석회석으로 새로운 발자국들(특히 공룡의 발자국)을 조각하기 시작했다. 그러나 연구자들이 알 수 있는 바로는 "사람 발자국"은 단지 몇 개만-아마 여섯개 미만일 것이며 확실히 열개는 넘지 않는-조각되었다. 이들은 모두 거대한 발자국들로서 길이가 16인치에서 20인치에 이르렀으며 발의 모든 특징을 다 갖추고 있었다.

다음은 젊은 지구론자들의 엉터리 주장중 하나이자, 진화를 부정하고,성서의 연대를 증명하는 증거로서 즐겨 제시되는 것 중 하나입니다.

* 포인팅-로벗슨(Poynting-Robertson) 효과 - 태양계 내에 있는 물질은 양의 견인력에 의하여 태양 속으로 나선형으로 빨려 들어간다. 이것을 "포인팅-로벗슨" 효과라고 하는데 이 효과에 의하여 태양은 하루에 약 10만톤에 해당하는 운석을 빨아 들이는 진공 소제기의 역할을 하므로 오랜 역사를 가정한다면 태양 주위에는 작은 운석은 별로 없어야 할텐데 아직도 많음은 태양계가 아직 젊다는 것을 말한다.

< 진화는 과학적 사실인가? p.187 - G. Abell: Exploration of the Universe (N.Y: Holt, Rine-Hart and Winston, 1969), p.364: J.Poynting: in Nature, 71, 377 (1905). >

다음은 데이빗 매트슨의 젊은 지구론을 다룬 글 중 일부입니다.

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젊은 지구 "증명" #7: 우주의 먼지는 포인팅-로벗슨 효과에 의해서 수천년안에 태양계로부터 사라져야 한다. 그렇지 않으므로 지구는 대단히 젊다.

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7. 포인팅-로벗슨 효과는 태양빛이 작은 먼지 입자에미치는 효과이다.

계속되는 태양빛의 흡수는 먼지입자로부터 계속해서 각운동량을 빼앗아가며,입자가 서서히 나선형으로 태양으로 향하는 경향을 보이게 된다.

포인팅-로벗슨 효과만을 놓고 본다면, 지구 만큼의 거리가 떨어진, 0.001cm직경의 입자는 나선형으로 떨어지는데에 19,000년이 걸리고 00001 cm의입자는 2000년 보다 작은 시간이 걸린다. (스트랄러, 1987,p.145)

슬러숴는, 그의 책 "우주의 나이"(1980년의 ICR의 기술 논문)에서, 그런작은먼지의 현존은 우리의 태양계의 연대의 상한선을 1만년으로 제한한다고주장하였다.

그러나 슬러숴는 몇가지의 것들을 간과하였다. 반사된 빛은(포인팅-로벗슨 효과의 흡수된 빛과는 반대로), 먼지입자에 바깥방향의 힘을 작용한다. 입자가태양에 가까이 오면 올수록, 이 바깥방향의 방사 압력은 중력에 의해 당겨지는힘보다 더 빨리 증가한다. 분명히, 이것은 어떤 시간계산에서도 중요한 효과를갖는다.

또 한가지 슬러숴에 의해 간과된 것은 먼지의 나선운동에 미치는 행성의영향이다. 많은 먼지들이 행성에 의해 우주에서의 채류시간을 엄청나게확장시키는 타원궤도에 진입한다.

거기에 또 다른 "슬러숴에 의헤 간과된, 다른 커다란 행성과의 중력 공명에의한 포획"효과가 있다. (알펜, 아레니우스 1976, p. 81) 먼지들은 포획됨으로써 안정된 괘도에 무한정 남아 있을 수 있다. (스트랄러, 1987, p.145)

태양계를 휩쓸고 다니는 혜성들은 또 어떤가? 혜성은 보통 두 개의 꼬리를갖는다. 하나는 먼지와 가스의 꼬리이고 그 꼬리는 우주의 수천만 킬로미터에걸쳐 펼쳐져 있다. 혜성은 새로운 먼지의 형성에 기여한다.(Dutch, 1982, p.31)소행성과의 충돌이나, 혹은 작은 행성, 위성과의 충돌도 역시 우주간의 먼지를만들어내는데 기여할 수 있다.

그러므로, 포인팅-로벗슨 효과는 젊은 지구 창조론자들을 위한 만병통치약의효과는 제공하지 않는다.

창조론자들은 흔히 조수마찰에 의한 지구 자전 감속의 측정을 전 지질학적연대로 확장하여 "젊은 지구"의 증거라고 주장합니다. 현재의 자전감속속도는 1년에 약 5만분의 1초이며 이것을 항속으로 계산하면 몇억년이면지구의 자전이 멈춘다는 얘기입니다. 그러나 지구의 자전 감속은 항속이아니며, 지구의 자전수에 대한 기록이 화석에 남겨져 있다는 재미있는얘기가 스티븐 제이 굴드가 쓴 "팬더의 엄지"에 실려있읍니다. 창조론자들의사이비 이론에 대한 반론과 더불어, 고생물학자들이 밝혀낸 흥미있는연구 결과에 대해 배울 수 있읍니다.

천문학자들은 이미 오래 전부터 이러한 현상을 이론적으로 알고 있었고, 지질학적 시간이라는 척도에서는 수 밀리초에 불과한 짧은 기간 동안 실제로 그 현상을 측정하기도 했다. 그러나 장구한 지질학적 시간에 걸쳐 그 효과를 측정하는 방법은 지금까지 거의 알려지지 않았다. 과거의 감속률을 기준으로 현재의 감속률을 추정하는 방법만으로는 불충분 할 것이다. 왜냐하면 제동을 거는 세기가 대륙과 해양의 지형이나 구성에 따라 달라지기 때문이다. 제동 효과는 조석이 얕은 바다에 파급될 때 가장 커지고, 깊은 바다와 육지에 비교적 경미한 마찰을 일으키면서 이동할 때 가장 작아진다. 얕은 바다는 현재 지구의 지형에서는 그다지 두드러지지 않지만, 과거 여러 시대에는 수백 만 평방마일이라는 광대한 면적을 차지하고 있었다. 그러한 시대에 일어난 큰 조석의 마찰은 그 밖의 시대, 특히 모든 대륙이 하나로 결합되어 하나의 초대륙 '판게아' 를 이루고 있던 시대의 대단히 낮은 감속륙과 대조적이었을지도 모른다.

따라서 시간이 흐르면서 자전이 느려지는 패턴은 천문학적이라기 보다는 오히려 지질학적인 문제인 셈이다.

나는 지질학이라는 내가 연구하는 분야가, 비록 모호하기는 하지만 필요한 정보를 제공해 준다는 이야기를 할 수 있게 된 데 대해 기쁘게 생각한다. 그 정보란 몇개의 화석자료가 그 성장패턴속에 기록하고 있는 태곳적 천문학적 리듬이다. ......

100년 이상전부터 고생물학자들은 화석단면에 규칙적인 간격을 가진 성장선이 나타난다는 사실에 이따금씩 주의를 기울였다. 일부 학자들은 그러한 성장선이 나무의 나이테와 마찬가지로 날, 달, 해 등의 천문학적 주기를 나타낼 지 모른다고 주장하기도 하였다. 그러나 실제로 그런 관찰을 한 사람은 아무도 없었다. 1930년대에 마 팅 잉이라는 조금 비현실적이지만 매우 흥미있는 중국의 고생물학자가 태곳적 적도가 어디에 위치했었는지를 밝히기 위해 화석 산호에 나타나는 나이테를 조사한 적이 있었다(온도가 거의 일정한 적도 부근에서 서식하는 산호에는 계절적인 성장선이 나타나지 않지만, 위도가 높아지면 성장선이 분명히 나타난다). 그러나 하나의 나이테에 수백개나 포함되어 있는 미세한 층상 구조를 연구한 사람은 아무도없었다.

1960년대 초에 코넬 대학의 고생물학자 존 웨스트 웰스가 이처럼 극히 미세한 줄무니가 각기 하루의 기록이라는 사실을 깨달았다(나무의 경우, 겨울의 느린 성장과 여름의 빠른 성장이 교대로 나타나 나이테가 형성 되듯이, 산호에서는 밤의 느린 성장과 낮의 빠른 성장이 교차된다). 그는 거친(약 1년동안의) 성장대와 미세한 성장선을 모두 가진 현생 산호를 조사해서, 하나의 성장대 속에서 평균 약 360개의 미세한 선을 셀 수 있었다. 그리고 미세한 선이 하루에 하나씩 만들어진다고 결론지었다.

그런 다음 웰스는 자신이 수집한 화석들 가운데서 보존 상태가 지극히 양호해 미세한 성장선을 그대로 남기고 있다고 추정되는 산호화석을 찾았다. 극히 소수의 표본밖에 발견되지 않았지만, 그는 그것들을 이용해 고생물학의 역사상 가장 흥미롭고 중요한 연구 가운데 하나를 달성할 수 있었다. 즉 약 3억 7천만 년 전의 한 무리의 산호에는 하나의 거친 성장대 속에서 평균 약 400개의 미세한 성장선이 있었던 것이다. 따라서 이들 산호에게 1년은 약 400일로 이루어지는 셈이다. 이렇게 해서 아주 오래된 천문학적 이론을 뒷받침할 수 있는 지질학적 증거가 발견된 것이다.

다음은 미국 기독교 과학연맹(ASA)의 뉴스그룹에 실렸던 모턴의 글입니다.

젊은 지구론자들에 의해 자주 사용되는 유명한 "잘못된" 연대가 있으며,그것은 1801년도의 후아라라이 분화이다. 폴 M. 스테이들은 다음과 같이 썼다:

1968년도에 너톤과 펑크하우저(Funkhouser)는 K-Ar 방법을 하와이의 후아라라이 화산의 용암석의 연대를 측정하기 위한 시도에 사용하였다.

분화는 1801년에 일어났으며 암석은 167년된 것이다. 두과학자는 방사성 측정법을 사용하여 약 6천만년에서 1억6천만년에 이르는 연대를 얻었다.

이것은 연대가 약 35만배에서 백만배에 가깝게 높게 측정된다는 것을 말한다.

- 폴 M. 스테이들, "지구, 달, 그리고 성경" 1979, p.25

재미있는 점은 스테이들은 원본의 글은 참조하지 않았으며, "성서과학뉴스지"14:2만을 참조하였다는 것이다. 만일 그가 진짜로 원본을 읽어보았다면,그는 그 글의 제목이 "포함된"이라는 단어를 포함하고 있다는 것을 알아차렸을것이다. 그들이 연대를 측정한 그 암석은 화산의 분출시 뜯어져 나간 옆의조각이며 용암에 "포함된" 것이고 그 다음에 용암이 굳은 것이다. 그들은용암의 연대를 측정한 것이 아니고, 용암이전부터 존재하던 어떤 것의 연대를측정한 것이다! 어째서 역사적인 성서를 지지하기 위한 우리들중 일부는그러한 작은 세부사항을 올바로 다루지 못하는 것일까?이러한 논증은 애커맨의 "결국 지구는 젊다" p.81에도 실려있다.

다음은 헨리 모리스와 그의 충견들이 성경보다 더 신뢰하는 진화를 부정하고창조를 증거하는 근거라고 제시하는 태양의 수축에 의한 젊은 지구론입니다.

>* 태양의 수축-> 태양의 지름이 1세기에 약 0.1%로 줄어들고 있다.

> 과학자들은 백여 년 이상을 관측하였고, 태양은 매시간 약 150cm 수축하고

> 있음을 알 수 있다.

> 물론 태양의 지름이 거의 160만km(정확히 1,344,000km)임을 생각할 때

> 매시간당 150cm는 그리 크지 않다.

> 그러나 만일 태양이 단지 10만 년 전에만 존재했어도 태양의 지름은 현재의

> 두 배였다. 그리고 200만 년 전에 태양의 표면과 지구는 닿았을 것이다.

> 태양이 탄생된 이래로 수축률이 일정하였다는 가정 아래 위의 계산이

> 이루어 졌다. 그러나 천문학자들은 현재의 태양보다 훨씬 큰 별들은

> 태양보다 더 뜨겁게 그리고 더 빨리 탄다는 것을 인정한다.

> 매우 간단한 증거로 백만 년 이전만 해도 지구에 생물이 살아가는 것은

> 완전히 불가능하다는 사실을 알 수 있다.

> < Russel Akridge, "태양이 수축되고 있다" (The Sun Is Shrinking, Acts

> and Facts Impact No.82, Institute for Creation Research,

> San Diego), 80년 4월호 >

 

위의 "증거"가 얼마나 터무니 없는 엉터리인지를 데이빗 블룸버그는 다음과같이 밝히고 있읍니다. 한 번 읽어보시기 바랍니다.

문제의 연구는 1979년에 미국천문학회의 회의에서 죤 에디와 아람 부나지안에의해 제시되었다. 그것이 제시하는 수수께끼 때문에 그 문제는 상당한 양의관심을 끌었다. 만일, 이 결과가 지적하는데로, 태양이 그러한 비율로줄어든다면, 그것은 고기상학적 증거와 전통적 태양 모델이 다시 고려될필요가 있음을 의미한다. 사실, 이것은 왜 에디와 부나지안이 그들의 논문을그러한 방식으로 제출했는지에 대한 이유이다. 그들은 그 결과가 공식적발표의 준비가 되어있지 않았다고 여겼으며, 따라서 그들은 그것을 수수께끼로서 회의중의 간략한 토론에서 제시하였다. 그렇게 함으로서, 그들은 다른과학자들이 그들의 데이타를 계산하고 분석하도록 북돋운 것이다.

막대한 대다수의 과학자들은 이것을 어떻게 과학적 조사가 진행되어야 하는지에대한 좋은 보기라고 이해했다.

불행하게도, 많은 창조론자들은 그렇지 않았다; 이것은 뒤에서 더 자세히다루겠다.

그 에디와 부나지안 결과는 바로 즉시 논박되었다. 그것이 제시된 것과같은 달에 또 다른 그룹이 사이언스지에 수축률이 원래 제안보다 1/4이하라는결과를 보여주는 논문을 발표하였다. 1980년도에는 또 다른 논문은 수축률이에디와 부나지안이 발표한 것의 1/7정도라고 결론지었다. 다른 과학자 팀에의해 분석된 데이타는 높은 수축률은 "진짜 변화가 아니고, 측정도구와관측 결함의 결과"라고 보았으며, 그 팀은 비록 80년의 주기로 수축과팽창이 있기는 하지만, 과거 250년간 전체적 변화는 없었다고 결론지었다.

이와 유사하게, Astrophysics 저널의 광범위한 게재는 수축과 팽창의 주기를76년으로 만들었다. 그 이후로, 추가적인 논문들은 주기의 변화를 확인하는것이었을 뿐, 원래의 수축률을 확인하지는 못했다.

아마도 가장 중요한 논문은 1984년에 바로 수축 제안의 최초 저자인 에디와프로리히에 의해 보고된 것일 것이다. 그들은 1967년부터 1980년 까지,시간당 240cm의 비율로 태양의 직경이 "증가"했다는 것을 발견했다.

그들이 발견한 이 특성은 76년의 주기와 놀라도록 잘 일치한다는 것도 알아내었다.

따라서 에디와 부나지안의 잠정적인 논문은 더 많은 연구를 불러왔고,그들의 결과가 부정되었지만 새롭고 더 좋은 정보를 발견하는 것으로 끝이 났다. 그들은 수수께끼를 제시했으며, 과학 공동체는 그것을 해결했다.

그 데이타는 장기간의 태양의 급속한 수축을 지지하지 않는다.

과학적 방법이 성공한 것이다!

그러나 이 때 창조론자들이 나타났다.

에디와 부나지안에 의해 제시된 수수께끼는 재빨리 창조론자들에 의해지구가 젊으며 따라서 진화가 잘못이라는 "과학적 증거" 혹은 "증명"으로제시되었다. 1980년에 오랄 로버트 대학의 물리학자 러셀 아크리지(바로위에 인용된 글의 저자와 동일함을 확인하세요:역주)는 미국창조과학회(ICR)의 Impact 간행물에 글을 발표하였다. 그는 가정에서부터 2가지의오류를 저질렀으며, 거기서 결론이 유도되었다. 첫째, 그는 아무 의심없이에디와 부나지안이 제시한 잠정적 결과를 받아들였다. 둘째, 그는 아무런이유없이 그러한 수축이 태양의 탄생(혹은 그가 믿고있는 것처럼 태양의창조)이후로 항상 있어왔고 가정했다. 이 과정은 태양의 크기의 어떤종류의 주기의 가능성도 무시하는 것이다.

이 가정을 가지고, 그는 태양이 약 10만년 전에는 2배의 크기이고,이것이 2천만년 전에는 지구의 궤도만큼 컸을 것이라고 계산했다.

아크리지는 태양 에너지의 근원이 핵융합이 아니라는 것이 당연하다고결론지었다.

과학자라고 불리우는 이종호 박사의 책에 납득하기 어려운 내용이 있습니다. 물론 이 내용은 창조과학자들의 글에는 매우 흔하게 보입니다.

인용해 보겠습니다.

1968년도 미국인 메이스터에 의해 유타주 델타 서부에 있는 안테로프 스프링에서 유사한 화석이 발견되었다. 그는캄브리아기 (약 5억 7천만년전- 5억년전)의 지층에서 채취한 삼엽충의 화석(3-6억년 사이에 지구에서 번창)이 포함된 돌을 발견하고 그돌을 깨뜨려 보았는데 그속에서 신발자국 같은 것이 나타났다. 길이는 약 25cm이고 폭은 발끝이 약 8cm, 뒤꿈치가 7.5cm 뒤꿈치 두께는 약 1cm였다. 세밀한 조사 결과 그것은 마치 오래 신은신발 자국처럼 바깥쪽이 닳아 있었고 그 발끝 부분은 지면을 걷어차고 있었는지 깊이 패여 있었음을 알아냈다.

유타 대학의 지구과학 박물관의 큐레이터 매디슨은 이 화석을 세밀히 조사한 후 다음과 같이 말하였다.

"3억년 전에는어떠한 로유류도 태어나지 않았다. 또한 원숭이, 곰은 물론 어떤 유사 포유류도 이런 발자국을 만들어낼 수 없다. 그러나 척추동물이 태어나기 이전에 지구 위에서 인간이 걷고 있었다는 것을 어떻게 설명할 수 있겠는가?

그럼에도 불구하고 그는 그것이 어떻게 생겼는지는 설명할 수 없지만 이 발자국이 천연적으로 생겼다고 단정하지 않을 수 없었다. 같은 발자국을 조사했던 쿡 교수도 이 발자국 때문에 삼엽충이 손상되지는 않았으며 화석으로 변한 인간 발자국의 옆부분에서 삼엽충의 흔적을 발견할 수 있었다고 했다. 쿡 교수는 샌들을 신은 동물과 삼엽충이 동시대에 살고 있었다고 결론을 내렸다.

<그림의 화살표는 삼엽충이 있는 위치이다.>

이 표본은 몇 개의 삼엽충을 가지고 있지만 발자국 그 자체는 매우 의심스러운 것이다 .자세히 살펴보면 전체적인 모양은 콘크리이트 같은 얇은 판에 작은 부스러기로 이루어져 있으며 그 지역에서 흔하게 보이는 것이다. 그러나 이 발자국이 실제로 걸은 발자국의 일부라는 증거는 없으며, 이것이 지표면에 드러난 평지에 있었다는 증거도 없다. 이 발자국은 매우 얕으며 압력으로 인하여 변형되었다는 증거도 없고 걷기 위해서 나타나는 발자국의 주변이 변형된 흔적도 없다.

발꿈치의 경계면은 실제로 이것은 얇은 판위에 단순히 금이가서 생긴 것이다.

비슷한 부스러기 패턴은 캠브리아기의 휠러 지층에서는 풍부하게 나타나며, 얇은 판은 색깔이 다른 알모양을 보인다. 이러한 모양들은 발자국으로 생각되기도 하나 마이스터의 것보다는 못하다. 그러나 이러한 것들이 과학적으로 발자국이라는 기준을 통과하지는 못했으며 지질화학적 과정 예를들어 용액의 침투, 부스러기형성, 침식등이 휠러층에서 이러한 형태를 만들어낼 수 있다는 것은 Stokes(1996)에 의해서 연구가 아주 잘되어있다.

안테로프 스프링스의 유사발자국과 비슷한 발자국들이 1980년 초에 창조과학자인 에른스트 부스에 의해서 쿠반에게 보내졌으며 그의 동료 창조과학자들이 그 근처에 피상적으로 보기에 발자국 같은 것들이 매우 흔하게 있으며 이것을 창조론자들이 널리 알리지 않았고 이것은 자연적인 지질학적인 현상이지 실제 발자국이 아니라고 말했습니다.

많은 창조과학자들은 이것이 쿡 교수에 의해서 확인이 되었다고 하고 있습니다. 특히 위의 글에서도 쿡 교수가 결론을 내렸다고 했습니다. 그러나 쿡 교수는 고생물학자가 아닙니다. 그는 단지 야금학자였습니다. 그는 고생물학에 대한 경험이나 지식이 거의 없습니다. 그는 자신이 화석과 발자국의 권위가 없으나, 발자국이 스스로 증명한다고 말했을 뿐입니다. 그러나 자세히 살펴보면 증거들은 멜 교수의 주장은 뒷받침하지 않습니다.

간단히 말하면 삼엽충은 분명히 실제의 것이지만 발자국은 의심스럽습니다. 이것에 대해서 과학자들이 여러 가지 반론을 제기한 후에 (Conrad, 1981; Stokes, 1986; Strahler, 1987), 대부분의 창조과학자들은 조용히 이 주장을 더 이상 하지 않고 있습니다. 그러나 우리나라의 창조과학자들과 일부 미스테리에 관심있는 사람들이 이 주장을 싣고 있습니다.

우주의 연대에 대한 젊은 지구론자들의 논증은 정상적 과학의 영역에서 논하기조차 어려운 대표적인 사이비 과학입니다. 따라서 일반과학의 영역에서는 아예 무시되기 때문에 일반인들은 젊은 지구론자들의 잘못된 논증의 핵심을 파악할 기회를 얻기가 어렵습니다. 미국에서도 정상적인 기독교 과학계에서는 젊은 연대를 받아들이는 비이성적 광신은 찾아보기가 어렵습니다.

(지구의 연대에 대한 미국 기독교 지질학 협회의 의견에 대해서는 8147번 <방사성 연대 측정법:기독교적 조망>을 참조하십시오.) 오히려, 젊은 연대에 대해서는 창조론의 한 계파인 오래된 지구론자(old-earth creationist)들과의 논쟁을 들여다보는 편이 과학적 지식이 부족한 일반인들에 게는 진실을 파악하기 쉬운 한가지 방법이 될 것입니다. 다음은 대표적 창조과학자이자 오래된 지구론자인 로스가 젊은 지구론자들의 논증에 답변한 글입니다.

<젊은 우주론 "해답"에 대한 답변> 저자: 휴 로스

진술1: 천문학적 거리는 그렇게 멀지 않을 수 있다.

답변: 은연중에 내포된 뜻은 천문학자들은 우주간의 거리를 단지 한가지 방법(적색편이)만을 사용하여 결정하며 이 방법은 200,000,000%의 차이가 있을 수 있다는 것이다. 사실이 아니다. 교과서 전체가 단지 천문학적 거리의 측정에 대한 주제만으로 구성된 것들이 있으며, 천문학자들은 광범위한 방법들과 도구들을 사용하고 있다. 가장 정밀하더라도 불일치는 있으며, 오차범위는 전체의 측정과 계산에 걸쳐서 15%에서 50%의 범위를 갖는다.

다른 말로하면, 우주의 "끝"에 대한 우리의 관측은 약 15%정도 다를 수 있으며, 50%정도 다를 수 있다는 가장 먼 확률이 있을 뿐이지만, 이것은 단지 최대치를 말해주는 것 뿐이다.

한가지 추가적인 교려사항은 다음과 같다: 만일 희미한 별이 그렇게 가까이 있으려면, 대부분은 크기가 아주 작아서 발광조차 할 수 없을 것이다.

진술2: 신은 진행도중의 빛을 창조했을 수 있다.

답변: 우리는 여기에서 성숙한 아담의 창조와 빛이 이미 진행하고 있는 "성숙한" 우주의 창조와의 유사성을 엿볼 수 있다. 이것은 하나의 전형적인 "겉보기 연대" 논증이다. 먼저, 비록 아담이 성숙한 채로 만들어졌다고 하더라도, 그는 분명히 그의 몸에(안이든 밖이든) 25세나 30세의 지시계를 가지고 있지는 않을 것이다. 그는 주름이나 점, 콜레스테롤 축적등이 없는 상태로 시작했을 것이다. 이런 관점에서 그는 새로 태어난 것이다.

반면에, 빛은 직접적 연대를 제시하지 않는다. 별과 은하의 분광선은 확장 되며 연속적 방사는 빛이 여행한 거리에 비례해서 적색화된다. 이론적이나 실험적 연구는 모두 확장과 적색화가 신뢰할 만한 지시계라는 것을 확인해 주며, 그것들은 우리가 우주에서 보는 빛이 여행한 거리가 수십억년임을 말해준다.

진술3: 빛은 점점 느려질 수 있다.

답변: 이 경우에, 이것을 주장하는 사람은 광속의 감소에 대한 논증이 사실일 수 있지만, 단지 일반적으로 받아들여지지 않을 뿐이라고 흔히 말한다. 나는 이 문제대해서 "사실과 신앙"에서 자세하게 다루었다. 거기서 나는 이러한 감소는 실제로 측정의 정교성일 뿐임을 보였다. 우리가 더 많은 데이타를 검사하고 오차범위를 고려할 경우, 우리는 빛의 속도가 실제로 일정함을 알 수 있다. 한 그룹의 천문학자들은 광속이 최소한 1400만년간 일정했다는 것을 보여주는 실험을 수행하였다.

또한 광속의 중대한 변화는 별의 발광성에 격렬한 변화나 원소의 상대적 함유량의 격렬한 변화를 일으킴으로써, 우주의 모든 시간과 모든 장소에서의 생명의 유지 가능성을 파괴한다는 점도 주목할 만한 가치가 있다.

질문 4: 빛은 공간의 지름길을 달려왔을 수 있다.

답변: 이 논증은 바깥우주의 기하학 구조가 방사방향으로 유클리드 구조와 달라서 빛이 여행하는 거리가 수십억배로 짧아질 수 있다는 한 사람의 천문학자의 (동료들의 리뷰도 없는) 연구에서 나온 논증이다. 그의 논증은 천문학자들이 우주안에서 공간의 곡률(구부러진 정도)을 측정할 수 있다는 사실을 무시한 것이다. 천문학자들은 그러한 곡률이 적으며, 이곡률은 대부분의 우주의 먼 곳에 있는 물체들에서 출발한 빛이 우리에게 다다르는데 수십억년이 걸린다는 결론과의 일관성있게 들어맞는다. 표준적인 빛의 경과 시간을 기반으로 한 거리의 측정은 다른 독립적인 거리 측정방법의 결과들 과도 완전한 일치를 보인다.

결론:

이 답변들은 왜 젊은 지구론에 대한 반대를 무시할 수 없으며 심각하게 고려되어야 하는 것인지에 대한 몇가지의 이유에 불과하다. 노벨상을 수상한 물리학자인 머레이 겔만은 그의 대법원에서의 증언에서 우주가 단지 몇천년의 연대를 갖는다는 것을 증명하기 보다는 지구가 평평하다는 것을 증명하기가 더 쉽다고 말했으며, 이 관점에 있어서는 나도 그에게 완벽히 동의할 수 밖에 없다.

[겔만은 1986년에 창조론의 균등 교육을 주장한 루이지애나주의 법률에 대한 미국 대법원의 심의에서 증언했으며, 1987년에 대법원은 7대2로 루이지애나의 법률을 기각했읍니다. 로스는 그러한 창조론의 패인의 원인이 젊은 지구론에 있음을 말하고 있읍니다: 역주]

<휴 로스>

1. 방사성 연대측정법은 불확실한 과학이다.

C-14를 이용하는 연대측정기술은 시카고 대학의 윌리엄 프랭크 리비에 의해 1945년 "Physical Review"(가장 유명한 물리 학술지 중 하나)에 게재되면서 처음 고안되었읍니다. 물론 이러한 방사성 연대 측정법은 그 유효성을 인정 받으면서, 여러가지 동위원소들을 이용한 많은 현대의 연대측정법의 근간이 됩니다. 이 과학적 성과는 인류가 이루어낸 가장 훌륭한 업적의 하나로 인정받으며, 1960년에 리비는 이 C-14연대측정법에 대한 업적으로 노벨상을 수상합니다. 그 후로도 여러가지 기술적 개선이 있었지만, 노벨상 까지 주어진 이러한 연대측정법의 유효성이 의심받은 적은 없읍니다.

2. 휴즈등에 나오는 인용구절들 이같은 연대 추정법으로부터 잘못된 결과들이 유도될 수도 있고 또 한 종종 유도되었음이 실험적으로 입증되고 있다. 예를 들면, 살아있는 달팽이들은 탄소-14 방법에 의해 약 2,300년경의 것으로 추정되었다. 자라나고 있는 나무로부터 얻어낸 목재는 탄소-14방법에 의해 1만년이나 된 것으로 추정되었다. 200년도 채 되지 못한 하와이섬의 용암이 칼륨-아르곤 방법에 의해 약 30억년이나 된 것으로 추정되었다!

다음은 젊은 지구론자인 한국창조과학회의 양승훈교수의 글입니다.

"수의학자인 와이송 여사는 여러가지 탄소연대의 오류를 보여주는 증거를 제시하고 있다. 키트와 앤더슨은 살아있는 민물 섭조개를 측정해보니 이천년이상 오래된 것으로 나왔다고 한다. 그러나 이러한 섭조개의 잘못된 나이는 그것이 사는 주변환경과 관련된 것임이 밝혀지고 있다. 즉 키트와 앤더슨이 조사한 섭조개가 살고 있는 물속에는 탄소-14를 적게 포함하는 석회암과 오래된 부식토가 많아 섭조개가 이들로부터 공급받은 탄소는 대부분 탄소-12였다. 따라서 섭조개의 몸속에는 탄소-12에 비해 상대적으로 탄소-14의 비율이 매우 낮아 오래된 듯이 보인다는 것이다. 그동안 보고된 다른 탄소 연대의 오차들도 현재 그 이유가 밝혀진 것이 대부분이다" 이는 동일한 저서의 앞부분의 글에 대하여 후에 증보판에서 스스로가 잘못된 논증이라는 것을 밝힌 것입니다.

하와이섬의 용암의 측정결과는 헨리 모리스의 책에 등장합니다.

즉, 용암석을 K-Ar 연대측정법으로 측정할 때에는 Ar이 새어나가지 않는다는 가정이 전제되어야 하며, Ar이 세어나가지 않았다는 측정결과가 동시에 제시되어야 하는 것입니다. 암석의 특성에 따라 Ar이 새어나갔다면 당연히 연대는 엉터리로 나올 수 밖에 없읍니다. 기술적인 배경을 잘 알지못하는 일반인들을 호도하려는 사기라고 밖에는 볼 수 없읍니다.

실제로 월석에서도 Ar이 오랜 시간에 걸쳐 빠져나갑니다. 따라서 Ar이 빠져 나간 양이 얼마인지를 추적하는 별도의 측정기술을 사용하여 정확한 연대를 얻어냅니다. 그렇지 않고는 연대가 엉터리로 나온다는 것은 너무도 당연합니다. 냉장고에 넣어두지 않은 4일지난 우유의 대장균 수를 세어보고 우유의 유효기간이 잘못되었다고 주장하는 것과 전혀 다를 바가 없읍니다.

또한 방사성 연대측정은 한가지의 방법으로 확인하는 것이 아닙니다.

헨리 모리스가 30억년으로 측정되었다는 암석의 Pb-Sr 측정법과, U-Th-Pb 측정법의 결과를 제시하지 않은 이유가 무엇일까요?

3. 월석의 연대가 뒤죽박죽이다.

양승훈 저 "창조론 대강좌"를 비롯하여 여러 창조론자들의 문헌에 월석의 연대가 여러가지로 나왔다는 내용이 등장합니다. 그러나 1970년도 사이언스지의 아폴로 11호의 달 연구 보고서에는 3가지의 연대측정법을 사용하여 매우 높은 신뢰도로 월석의 연대측정결과치들을 얻은 결과가 발표되어 있읍니다.