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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

연대문제

“오래된” 화석나무 내의 방사성탄소

“오래된” 화석나무 내의 방사성탄소(C-14) 

(Radiocarbon in Ancient Fossil Wood)

by Dr. Andrew A. Snelling


      수억 수천만 년 전으로 추정되는 화석나무 내에서 측정가능한 방사성탄소(radiocarbon)가 존재한다는 것은 지속적으로 보고되어 왔었다.[1-5] 바움가드너(Baumgardner)도[6] 또한 가속질량분광분석(AMS) 기법을 사용해서, 진화론적 시간 틀로 4500만~3억 년 사이에 해당되는 10개의 US 석탄 샘플들을 포함한 고대의 유기체들 내에서, 그 한계치를 훨씬 넘는 측정가능한 방사성탄소를 보고했었다. 주의 깊은 실험 과정은 이렇게 측정된 방사성탄소가 오염에 기인하였다는 가능성을 배제시킨다. 따라서 측정된 방사성탄소는 유기체 본래의 것임이 틀림없다. 하지만 5730년의 짧은 반감기를 가지는 방사성탄소(C14)의 급격한 붕괴는 25만 년 정도만 지나도 검출가능한 방사성탄소를 남아있지 않도록 만든다. 따라서 수백만년으로 추정되는 유기체들은 방사성탄소를 함유하지 않아야만 한다.


콜로라도 주의 크리플 지류

크리플 지류(Cripple Creek)는 1891년 이래로 65,200kg(2천3백만 온스) 이상의 금(gold)을 생산해 낸 콜로라도 최대의 금광지역이다. 금은 Ar-Ar 방사성동위원소 연대측정법에 의해 3천2백만 년(Oligocene) 전으로 추정되는 작은(6 입방 마일) 화산복합체와 연관있는 맥(veins)과 주변 암석들에서 발견된다.[7] 그 화산복합체는 많은 분출지의 합체로 인한 화산분출활동과, (포놀라이트(Phonolite)에서 램프로파이어(lamprophyre)에 이르는) 염기성 화성암의 일시적인 관입 및 깔때기 모양의 각력 파이프(funnel-shaped breccia pipes)의 형성, 그리고 반복되는 분출과 침강 사이클에 의해 생성되었다.[8] 두 단계의 광물화 작용은 화산복합체가 자리를 잡은 뒤에 바로 일어났다. 먼저 고온의 유체 흐름 단계가 주 화산암석의 변경을 일으켰고, 그들의 투과성을 증가시켰다. 그런 다음 뒤이은 저온의 유체가 흐르는 단계에서 급격하게 경사진 맥에 침전되었고, 공극성이 좋은 암석 접촉부에 금을 형성시켰다.[9]

*포놀라이트(Phonolite) : ①좁은 의미로는 주로 알칼리 장석과 네펠린으로 구성된 세립질 분출암군. ②넓은 의미로는 알칼리 장석, 고철질 광물 그리고 준장석으로 구성된 모든 분출암.
*램프로파이어(Lamprophyre) : 흑운모, 각섬석, 휘석 같은 유색광물을 많이 포함하고 전자형 입상 및 반상조직을 특징으로 한 반심성 화성암군. 동일한 유색광물들이 반정과 석기를 구성하고 장석이나 준장석을 포함하며 전체적으로 어두운 색의 암석들이다. 황반암(黃斑岩)과 동의어.  

사진 1. 파이크스 봉우리를 배경으로 한 콜로라도 주 크리플 지류의 크레슨 광산. 사진제공: 발디만(David Vardiman)


크레슨(Cresson) 광산은(Figure 1) 85,000kg(3백만 온스) 이상의 금을 산출해내는 이 지역에서 가장 값진 광체를 개발하고 있다. 이곳의 금 광화작용*(gold mineralization)은 초고철질 램프로파이어 파이프(ultramafic lamprophyre pipe)와 관련이 있고, 이것은 2700만 년 전으로 추정되는 시기에 이 지역에서 일어난 마지막 화산활동 중의 하나였다. 크레슨에 매장되어 있는 금은 일반적으로 크기가 20 미크론 미만으로 3가지 주된 형태로 존재한다. 1)황철석(pyrite) 가장자리를 따라 만을 형성하거나 교대해서 나타나는, 또는 황철석 내부에서 성장한 천연 금(native gold), 2)텔루르 화합물식의 함수 철과 망간 산화물과 관련된 천연 금, 2)그리고 석영-형석 맥(quartz-fluorite veins) 내의 주요한 금-은 텔루르 화합물(gold-silver tellurides)로 나타난다. 광체의 산화는 주된 구조대를 따라서 가장 강하고 깊게 일어나지만, 일반적으로 120m(400피트) 깊이 정도에서 주로 일어난다.

*광화작용(鑛化作用, Mineralization) : 금속이 암석 속에 유입되어 광상을 형성하는 과정. 마그마가 고결되는 과정에서 기성기와 열수기에 광화가스와 열수용액에 의해 암석이 교대되거나 광상이 생성되는 작용. Metallization은 동의어.


고대의 화석 나무

과거에 초기 광부들은 암석화되거나, 석탄화된 나무 조각들과 마주친 경우를 흔하게 보고했었다. 작은 나무 조각에서 통나무, 줄기, 그루터기에 이르는 나무의 많은 부분들이 금 광화작용을 일으키는 크리플 지류 각력암과 함께 그 속에 섞여 있는 채로 발견됐었다. 나무화석의 석탄화는 흔했고, 나이테(growth rings)와 옹이와 나무껍질들과 같은 다른 나무 구조들은 유지되어 있었다. 그 본래의 나무들은 확실히 침엽수였고, 아마도 소나무(Pinus) 종에 속하는 것들이었다.

지표면으로부터 약 240m 지점 또는 그 아래에서 통나무를 포함한 탄화된 나무화석도 크레슨 광산에서 발견되었다.[13] 1947년 7월, 길이가 3cm 정도 되는 탄화된 작은 나무 조각(Figure 2)이 지표면에서 약 520m 지점인 지하 굴착작업장의 17층에 있는 암석, 아마도 램프로파이어 파이프에 의해 관입된 모래크기의 화산 각력암(응회암과 암석의 파편들) 내의 '모래 층”에서 발견되었다.[14] 게다가 2003년에 굴착된 코어 홀(cored exploration hole)은 광산 아래 지표면으로부터 수직으로 약 940m 깊이에 있는 크리플 지류 각력암의 암편과 응회암 내에서 탄화된 작은 나무화석 조각을 둘로 가르고 있었다.[15]


사진 2. 그레슨 광산에서 발견된 탄화된 화석나무. 사진촬영: 아미티지(Mark Armitage)


이런 화산복합체 내에서 그렇게 깊은 곳에 이러한 화석나무가 매몰된 것에 대한 가정적 메커니즘은 많은 격렬한 화산분출을 뒤이은 침강이다. 마그마가 균열과 도관을 가로질러 상승할 때, 그것들은 지하수와 만나면서 수증기폭발(phreatic explosions)을 일으켰다. 격렬한 화산재 분출과 소용돌이치는 증기구름이 나무와 다른 식물들을 휩쓸면서, 깊은 곳의 주변암석을 각력화하였고, 그리고 산산이 부서진 모든 물질들을 완전히 뒤섞으면서 경관을 뒤흔들었다. 이러한 분출이 끝날 즈음, 마그마가 재와 증기로 폭발해 버린 깊은 구멍으로 각력암들이 침강하면서 나무 쇄설물과 함께 매몰되었던 것이다.

*수증기폭발(水蒸氣爆發, Phreatic explosion) : 증기, 이토 그 밖의 백열상태에 있지 않은 물체가 분출하는 것.


방사성탄소 분석치

집합적으로 128mg의 매우 작은 토막 같은(splinter-like) 일부 파편들이 1947년 7월에 크레슨 광산에서 발견된 탄화된 나무 조각의 한쪽 끝에서 완만하게 부서져 있었다. 그 표본은 그 당시 크리플 지류 및 빅터 금광회사(Cripple Creek & Victor Gold Mining Company)에 근무 중이던 광산운영자인 지질학자 발디만(David M. Vardiman)에 의해 제공되었다. 조심스럽게 포장해서 라벨을 붙인 후에, 이 샘플은 캐나다, 온타리오의 토론토 대학에 있는 IsoTrace 방사성탄소 실험실의 뷔켄스(Roelf Beukens) 교수에게 필요한 문서와 함께 보내졌다.

이 실험실에서, 샘플은 어떤 오염도 확실히 제거하기 위해서 개발된 표준방법인 수정 AAAOx 전처리 방법과 함께 분석을 위해 준비되었다.[16] 그렇지만 먼저, 샘플은 어떤 오염된 무기적 광물을 제거하기 위해서 탈염되었다(demineralized). 이것에는 칼슘, 바륨, 혹은 스트론튬 염을 용해해서 제거하기 위해서 샘플들을 뜨겁고 강한 염산에 담그고(다음 단계에서 불용성 불화물(insoluble fluorides)을 만들어내는 것을 피하기 위해서 행해진다), 그 다음엔 샘플을 적어도 1주일간 뜨겁고 강한 염산과 불화수소산(hydrofluoric acids)의 혼합물에 담가둔다. 이렇게 한 다음에, 산에 용해되는 부식질(humics)이 2차적으로 뜨겁고 강한 염산으로 샘플 내에 남겨져 있는 것으로부터 제거되어졌다. 이후에 2차적으로 차갑고 신선한 알칼리 염류 추출이 뒤따랐다. 실험실에서는 건조된 잔류물에 유기적 물질에 대한 정상적인 탄소함량을 가진 침상결정체로 구성되어 있었다고 보고했다. 그런 다음, 샘플이 급격히 산화되기 때문에 매우 순식간에 염소산염 표백처리가 사용되어야만 했다. 뒤이어서 일어나는 연소 전에, 샘플은 진공 상태에서 탈기체화 되었다.

그런 다음 결과물로 생긴 흑연(graphite)은 실험실의 최첨단 AMS 시스템을 사용해서 방사성탄소가 측정되었다. 4 번의 독립적인 고정밀도 분석치들은 평균되었고, 측정된 C13/C12 비율을 사용해서, 자연적 스퍼터링 동위원소 비율변화(natural and sputtering isotope fractionation)가 보정되었다. 실험실 바탕보정(background correction, 배경오염에 대한 보정)으로 0.077%의 현대 탄소 함량(percent modern carbon, pMC)을 뺀 후에, 실험실에서 보고된 평균 방사성탄소 분석치는 0.588±0.069 pMC 였다. 이것은 리비(Libby)의 8,033년이라는 평균수명(meanlife)을 사용해서, 41,260±540 년(BP, before present)이라는 보정되지 않은 방사성탄소 연대에 해당하는 것이다. 인용된 에러는 68.3%의 신뢰한계를 나타낸다.


토의

탄화된 화석나무 조각이 발견된 화산암은 3천2백만 년 된 것으로 주장되고 있었지만, 나무의 방사성탄소 연대는 이 연대측정법의 측정한계치 내에 들어가는 단지 41,260년으로 나왔다. 이처럼 명백하고 수수께끼 같은 부조화에 대한 대부분의 반응은, 나무는 사실상 엄청나게 오래된 것이지만, 오늘날의 탄소로 분명히 오염되어 젊은 연대가 나오게 된 것이라고 주장한다.

이 경우 잠재적으로 4 가지의 오염원이 제기될 수 있을 것이다. 첫 번째로, 실험실에서의 오염으로서, 이러한 오염은 바로 배제될 수 있다. 왜냐하면, 매우 뛰어난 인증된 실험실에서 극도로 주의 깊게 다루고 준비해서 측정하고, 어떠한 잠재적 오염도 제거하는데 효과적임이 입증되었기 때문이다. 이것은 오늘날의 방사성탄소가 나무에 제공될 지도 모를 어떠한 탄산염이나 다른 광물의 제거를 보장하기 위해서 강산(strong acids)을 집중적으로 사용한 것도 포함된다. 두 번째로, 예를 들어 사람의 손이나 비닐 봉투로부터 샘플을 다루는 과정의 어떠한 오염으로서, 이것도 또한 명확히 배제될 수 있다. 왜냐하면 그러한 오염은 단지 샘플의 표면에서만 일어날 것이고, 실험실의 뛰어난 샘플 준비 기술에 의해 바로 제거될 수 있기 때문이다.

세 번째 잠재적 오염원은 샘플이 채취된 장소에서 일어났을 수 있는 오염이다. 여기에는 명백히 많은 관련 요소들이 있다. 이 나무가 화산복합체 내에 매몰될 당시, 원래 나무가 자랐던 표면 퇴적층과 그 아래의 어떤 퇴적물 지층에 고온의 화산재와 물이 있었다고 생각해 보자. 일단 나무가 매몰되면, 금 광물이 침전될 때 화산쇄설물을 가로질러 열수용액(hydrothermal fluids)으로서 이들 물의 순환이 있었을 것이다. 그로 인한 열수 교대작용이 일어나고, 복합체는 탄산염과 규산염 광물, 그리고 규산(석영)을 포함하게 된다.[17] 하지만, 어떠한 탄산염이나 규산염도 샘플이 채취되고 저장된 다음 실험실로 보내질 때, 나무 안에나 나무에 달라붙었었다는 가시적으로 명백한 증거가 없다. 어떠한 경우에도 그러한 광물은 실험실 내에서의 집중적인 탈광물화 작용을 통해서 나무로부터, 심지어 나무 안에서부터 제거되었을 것이다. 게다가, 3천2백만 년 전으로 추정되는 시기에, 열수에 의해 화산쇄설물 내에서 용해된 광물이 나무로 들어가서 교대될 즈음엔 단지 오래된 탄소만 함유되어 있었을 것이다. 만약 나무 내에 어떠한 방사성탄소가 밀려들어갔다면, 추정되는 오래된 연대와 일치하는 무한대의 방사성탄소 연대를 나타냈어야만 할 것이다.

이제 마지막으로 네 번째 잠재적 오염원으로는 오늘날까지 화산암과 탄화된 나무화석을 가로질러 침투하는 지하수(groundwater)만 남게 된다. 이것도 마찬가지로 배제될 수 있는데, 왜냐하면 현재 지표면으로부터 약 520m 아래에서, 암석과 나무 내의 어떠한 지하수도 사실상 그 보다 훨씬 위에 있는 대기와 토양, 그리고 풍화 받은 암석 내의 오늘날의 방사성탄소와 만날 수 없을 것이기 때문이다. 게다가, 서로 연결되어 있는 많은 광산터널들과 1941년 광산 아래에 지표면으로부터 약 950m 지점에 배수터널의 시추로 말미암아, 전 지역이 점진적으로 중력에 의한 탈수작용이 일어나 암석 내의 물 포화가 지금은 지표면 아래 750m 위로는 거의 드물다. 어떠한 경우이든지 간에, 지하수 내에 어떤 녹기 쉬운 무기질 탄산염의 탄소(inorganic carbonate carbon)는 나무 내의 불용성 유기탄소(insoluble organic carbon)와 교환이 되지 않는다. 왜냐하면 두 종류의 탄소는 호환성이 없기 때문이다. 또한 지하수에 의해 나무 안에나 위에 퇴적된 어떤 탄산염 광물도 또한 실험실에서 집중적인 탈광물화 처리에 의해 제거될 수 있다.

그러므로 실험실에서 측정된 방사성탄소는 원래 나무에 내재되어 있던 실제적 방사성탄소이지, 어떤 오염에 의한 것이 아님이 틀림없다고 결론을 내릴 수 있다. 그러나 이 방사성탄소 측정 연대가 나무의 진정한 나이라는 것을 의미하지는 않는다. 실제로 방사성탄소가 분석된 다른 화석나무들은 다양한 ‘연대들’을 보여주고 있다. 하지만 나무가 3억2천만 년이 아니라, 매우 젊다는 것은 명백히 암시되고 있다.

분명한 것은, 탄화된 나무가 들어있는 화산암의 연대를 정하기 위해서 사용된 오래된 연대 측정용의 방사성 Ar-Ar 연대측정법은 증명되지 않은 가정들에 기초하며, 그것과 연관된 문제점들 때문에 전적으로 신뢰할 수 없는 방법이라는 것이다.[18] 한편, 화석을 함유하고 있는 창세기 대홍수 지층들의 주요 부분들에 있는 10개의 석탄층(coal beds)들에 대한 방사성탄소 실험은 48,000~50,000년 사이의 ‘연대’를 나타내고 있었다.[19] 따라서 41,260년이라는 연대를 보인 이 탄화된 나무는 거의 틀림없이 대홍수 말이나 대홍수 후로 연대가 추정되며, 따라서 약 4,300년 정도의 나이를 가지는 것으로 평가될 수 있다.

또한 이 방사성탄소 ‘연대’는 이 탄화된 나무가 오늘날의 나무들이 매몰되었을 때와 유사한 방사성탄소 함량을 가졌었을 것이라는 가정 하에서 계산되었음에 주목해야만 한다. 하지만, 이 가정은 적어도 두 가지 이유로 말미암아 잘못되었음을 보여줄 수 있다. 먼저, 대홍수가 생물권으로부터 너무나 많은 탄소들을 제거해서 매몰시켰다. 두 번째로, 지구의 자기장이 대홍수 당시에는 현재에 비해 훨씬 더 강해서 대기에서 방사성탄소 생산량이 훨씬 더 낮았을 것이다. 따라서 이러한 두 요소는 오래 전에 매몰된 유기물 내에 방사성탄소가 훨씬 적었음을 의미할 수도 있다. 그러므로 이들 추정되는 고대의 유기물에 대한 방사성탄소 ‘연대’의 재보정(recalibration)은 이들 나무들의 실제적 연대를 지구 역사에 대한 성경적 시간 틀과 일치되도록 현저하게 감소시킬 것이다.


결론

탄화된 화석나무가 콜로라도 주, 크리플 지류의 크레슨 광산 내 520m 아래에 크리플 지류 각력암 내의 화산성 ‘모래’ 안에서 1947년 7월에 발견되었다. 이 나무 표본의 파편은 방사성탄소 분석을 위해 캐나다 토론토 대학의 IsoTrace 방사성탄소 실험실로 보내졌다. 나무에 대한 고정밀도의 AMS 분석치는 평균적으로 방사성탄소 함량이 오늘날의 탄소의 0.588±0.069 pMC (0.077%의 실험실 ‘바탕보정’을 제한 후)를 보여줬는데, 그것은 41,260±540년 BP라는 보정되지 않은 방사성탄소 연대에 해당하는 것이다. 모든 잠재적 오염원들은 실험실의 집중적인 화학적 전처리에 의해서 제거되었고, 따라서 어떤 오염도 고려될 수 없기 때문에, 이 방사성탄소는 원래 나무에 실제적으로 존재했던 내재적인 것이라고 결론지어진다. 이 연대는 나무가 묻혀있는 화산암에 대한 Ar-Ar 방사성동위원소 연대측정 결과인 3천2백만 년과는 뚜렷이 상반되므로, Ar-Ar 방사성동위원소 연대측정은 전적으로 믿을 수 없는 방법인 것으로 해석된다. 한편, 대홍수 동안에 퇴적된 석탄층에 대한 방사성탄소 연대와 비교해 보면, 이 탄화된 화석나무는 대홍수 말이나 대홍수 후 크리플 지류에 금 퇴적물을 만든 화산활동에 의해 매몰된 것으로서, 단지 약 4,300년 정도인 것으로 보인다.

 

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* Dr. Snelling is the Director of Research at Answers in Genesis.

 

*참조 : Conflicting ‘ages’ of Tertiary basalt and contained fossilised wood
http://creationontheweb.com/images/pdfs/tj/j14_2/j14_2_99-122.pdf

Radiocarbon Ages for Fossil Ammonites and Wood in Cretaceous Strata near Redding, California.
http://www.answersingenesis.org/articles/arj/v1/n1/radiocarbon-ages-for-ammonites-wood

Measurable 14C in Fossilized Organic Materials: Confirming the Young Earth Creation-Flood Model
http://www.icr.org/i/pdf/research/RATE_ICC_Baumgardner.pdf


번역 - 창조과학회 대구지부

링크 - http://icr.org/article/3623/

출처 - ICR, Impact No. 415, 2008. 1.



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