안티근본주의

연대측정

by gsm posted Jun 22, 2012
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방사성 탄소-14의 붕괴를 이용하여 물질의 연대를 측정하는 방법을 말한다. 탄소-14는 대기 속의 질소가 중성자와 핵반응을 일으켜 생성되는 것으로, 식물이 광합성할 때 대기중의 탄소를 흡수하게 된다. 탄소-14는 방사능을 갖고 있으므로 식물의 세포 안에 남아있게 되고, 식물이 죽은 순간부터 탄소-14가 더 이상 유입되지 않고 붕괴만 하기 때문에 반감기를 이용하여 식물이 죽은 시점을 알아낼 수 있다. 동물도 식물을 섭취하므로 이 방법을 이용할 수 있다.
본문
탄소십사연대측정법이라고도 한다. 14C는 우주선(宇宙線)에 의해 대기 상층에서 만들어진중성자와 질소 14N와의 핵반응으로 생성되며, 이 14C는 빠른 속도로 대기 중에 퍼진다. 식물은 광합성 작용에 의하여 대기 중의 탄소를 받아들이므로, 살아 있는 식물세포에는 14C가 포함되어 있으며 동물도 음식물연쇄에 의하여 식물과 연결되므로 같은 조성을 가진다. 따라서 지구상의 모든 생물은 14C을 포함하고 있다. 하지만 생물이 죽으면 대기와 교류가 단절되므로 14C의 보급은 끊기고 14C는 붕괴정수(崩壞定數) λ(1.209×10-4년)만큼 14N로 β붕괴함으로써 감소한다. 즉 5730년마다 14C의 양이 반으로 줄어들게 된다. 이를 근거로 생물체에서 14C의 양을 측정하면 생물체가 사망한 연대를 측정할 수 있다.

14C → 14N + e- + νe 

과거의 생물도 현재의 생물과 같은 탄소동위원소 조성을 가지고 있었다고 가정하면, 연대를 측정하고자 하는 시료에 포함되는 탄소 1g 중의 14C의 양 x와 현재의 생물에 포함되어 있는 14C의 양 x0로부터 연대가 측정된다.



방사성탄소연대측정법은 생물체의 정확한 연대측정에 공헌함과 동시에 화산회층(灰層)에 끼인 이탄층의 연대측정 등으로 고지자기학(古地磁氣學)에도 공헌하였다.


다음은 카페에서 발취

방사성 동위원소 측정법은 기본적으로 불안정한 모(母)원소가 붕괴되어 자(子)원소로 변하는 속도(반감기)가 일정하다는 점에 착안하여 모원소와 자원소 간의 비율을 측정하는 것이라는 점은 아실 겁니다. 그리고 여기서 논하는 탄소연대측정법의 경우 14C가 모원소, 14N가 자원소입니다. 그런데 14C의 반감기는 5730년에 불과하기 때문에 탄소연대측정법은 겨우 5백년~5만년 이내의 표본에만 제한적으로 사용될 뿐입니다. 다시 말해 많은 방사성 동위원소 연대측정법 중에 하나일 뿐이라는 뜻이죠.
 
이러한 탄소연대측정법을 가지고 말씀드리자면, 대기중의 14C가 거의 일정한 비율을 가지고 있다는 것은 아실 겁니다. 그리고 식물이 살아있는 동안에는 광합성을 통해 계속해서 체내에 있는 14C의 비율을 대기중의 14C와 비슷한 수준에서 유지하게 됩니다. 그러다가 식물이 죽거나 다른 동물에게 먹히게 되면 14C의 유입이 중지되고 반감기에 따라 일정한 속도로 붕괴되어 14N로 변하게 되는 것입니다. 따라서 남아있는 14C와 14N의 비율을 측정하면 해당 시료가 얼마나 오래전에 사망했는지를 측정할 수 있게 됩니다.
 
그럼 본 내용으로 들어가서,
 
1. 먼저 방사성동위원소 연대측정법 전체로 보면, 초기값을 그냥 아무 생각없이 가정하는 것이 아닙니다. 아이소크론측정법을 통해 보정할 수 있습니다. 자세한 내용은 링크를 참조하시고, 간략히 설명하자면;
 
같은 물질로 이루어진 동시에 형성된 대상에서 나온 여러개의 각기 다른 시료를 측정하되, 자원소의 다른 안정된 동위원소를 A라고 할때, 각각의 시료의 모원소/A의 값(즉, 비율)을 그래프의 x축에 놓고 자원소/A값을 y축에 놓은 뒤 y절편을 구하면 초기 자원소의 값을 알 수 있다는 것입니다.
 

그래프에 나온 것은 다른 방사성 동위원소들이긴 합니다만, 기본적으로 같은 구조입니다. 87Rb이 모원소, 87Sr이 자원소, 86Sr이 자원소의 안정된 동위원소입니다.
 
 
이러한 아이소크론 측정법을 사용할 경우, 초기 자원소의 농도를 알 수 있을 뿐만 아니라 측정값이 얼마나 직선을 이루는가를 통해 시료가 오염되었는지 아닌지도 알 수 있다는 것입니다. 게다가 심지어 이 방법만 있는 것도 아닙니다. 훨씬 더 복잡한 수학적 방법도 존재합니다.
 
2. 지구 자기장에는 반감기가 존재하지 않습니다. 지구 자기장이 점점 약해진다는 이 주장 자체가 창조론자들의 주장입니다. 지구 자기장은 강도가 변화할 수 있고 극점이 바뀌기는 합니다만, 이미 그것을 잘 설명하는 모델이 나와있고 지질학적 증거들도 그 모델과 잘 들어맞습니다. 따라서 옛날로 갈수록 자기장이 약해질 이유가 없습니다.
 
게다가 위에서 언급했다시피 탄소연대측정법은 그다지 오래되지 않은 측정에 사용되는 방법입니다. 그 얼마되지 않은 시간 안에 대기 중의 14C 농도가 연대측정에 영향을 미칠 정도로 변했다고 볼 아무런 이유가 없을 뿐더러 일부 영향을 미치는 요인들에 대해서도 이미 결과에 반영하고 있습니다.
 
가장 중요한 점은 창조론자들이 언급하는 것들이 동위원소의 반감기 자체를 변화시키는 것이 아니라 결과에 영향을 미치는 외부적 요소들이라는 점입니다. 그리고 그런 외부적 요소들이 관여되었는가 아닌가 하는 점들은 1번에서 언급한 아이소크론 측정법 같은 다양한 방법으로 확인 가능합니다.
 
3. 사실 앞에 2가지를 배제하고 이것만 가지고도 반박이 가능합니다만, 앞서 댓글에서 언급했다시피 연대측정은 기본적으로 여러 개의 측정법으로 교차측정합니다. 탄소연대측정법은 수십가지 이상의 방사성동위원소 연대측정법 중에 하나일 뿐이며, 심지어 방사성동위원소를 이용하지 않은 연대측정법들도 많이 있습니다.
 
창조론자들의 말처럼 연대측정법이 정확하지 않다면 대부분의 측정결과들이 제각각으로 나와야 합니다. 그러나 실제로는 창조론자들이 언급하는 것과 같은 일부 오염된 시료들을 제외하면 나머지는 서로 잘 들어맞습니다. 다시 말해 서로 잘 들어맞는 측정결과들이 대부분이라는 것부터가 이미 그네들의 말과 달리 연대측정법이 믿을 만하며, 오염된 시료들을 걸러낼 방도들이 충분히 있다는 뜻입니다.

 
종합하자면, 일단 그들이 언급하는 문제들 중 일부는 이미 초창기에 과학자들이 찾아내서 해결한 문제들이고 나머지는 사이비과학입니다.
 
그리고  다른 분들도 말씀하셨지만, 사실 굳이 저런 태클에 일일이 답하실 필요도 없습니다. 그냥 '그렇게 자신있다면 여기서 떠들 것이 아니라 학계에 논문을 발표하고 전문가들의 검증을 받으라'고 말씀해주시면 됩니다.



다이아몬드 큐빅등

 다이아몬드를 측정한 사람들이 ICR이라고 유명한 창조론자 단체라네요. 애시당초 어떻게든 젊은 지구론을 증명해보려는 의도를 가지고 측정한 사례지요. 아래 링크에 가시면 해당 분야에서 일하시는 물리학 박사분이 어째서 창조론자들의 주장과는 달리 그것이 오염에 의한 사례인지 설명해줍니다. (단, 영어인데다 전문적인 용어 및 개념들이 난무합니다.)
 
보석이야긴 아마 우리가 큐빅이라고 부르는 지르콘을 말씀하시는 것 같은데, 아래 링크에 나와있습니다. 간략히 말하면 해당 시료가 채취된 지역의 특성상 오염될 수 있다는 것입니다.