석탄의 기원에 대한 '일시적 노출된 대홍수 퇴적물(BEDS)‘ 모델 : 대홍수-증거 [한국창조과학회 자료실]

미디어위원회

2024-08-28

석탄의 기원에 대한

'일시적 노출된 대홍수 퇴적물(BEDS)‘ 모델

(A BEDS origin for coal)

by Michael Oard

BEDS는 '일시적 노출된 대홍수 퇴적물(Briefly Exposed Diluvial Sediments)‘의 약자로, 노아 홍수 동안 홍수 물이 일시적 또는 국소적으로 낮아져서, 갓 쌓아놓은 퇴적물을 노출시킨 것을 말한다. 이 모델은 홍수 초기의 공룡발자국들, 공룡알들, 그리고 포식동물에 뜯겨진 뼈들 뿐만 아니라, 다른 지질학적 문제들을 설명하는 데 사용되어왔다.[1] 또한 BEDS는 석탄의 기원에 대한 한 가지 메커니즘을 제공한다.

그림 1. 와이오밍주 질레트(Gillette) 인근 파우더강 분지(Powder River Basin)의 와이오닥 석탄층(Wyodak coal seam), <© PixelSquid360 | Envato ElementWyodak-coal-seam>

석탄

석탄(coal)은 전체 퇴적암의 1% 미만을 차지하며[2], 압착되어 화학적으로 연소될 수 있는 식물 물질로 변화된 것이다. 특히 산업혁명이 시작된 이래, 에너지원으로서 인류 역사에서 중요한 역할을 해왔다(그림 1). 오늘날 세계에서 사용되는 전기는 다른 어떤 단일 에너지원보다 석탄을 태우는 것으로부터 더 많이 생산된다. 지질학자들은 석탄을 다음과 같이 정의한다 :

식물의 압착 및 경화로 다양하게 변경된, 고유 수분을 포함하여 탄소질 물질이 중량의 50% 이상, 부피의 70% 이상 포함된 가연성 광물…[3]

석탄은 단위 무게당 에너지의 양에 의해서 등급이 매겨지는데, 작은 것에서 많은 것으로 가면서 갈탄(lignite)→역청탄(bituminous, 유연탄)→무연탄(anthracite) 순이다. 이러한 차이는 식물 물질이 매몰된 후 달성되는 최고 온도 때문에 탄소 농도가 증가하기 때문이다.[4]

지질학자들은 석탄을 다음과 같이 정의한다 : 식물의 압착 및 경화로 다양하게 변경된, 고유 수분을 포함하여 탄소질 물질이 중량의 50% 이상, 부피의 70% 이상 포함된 가연성 광물…[3]

각각의 석탄층(coal seams)은 수천 ㎢ 넓이에, 두께는 80m에 이르는 것도 있으며, 거의 순수한 탄소일 수 있다. 석탄층은 종종 평탄한 바닥과 꼭대기를 갖고 있다(그림 2). 미국 동부의 애팔래치아 석탄 분지의 면적은 약 180,000 ㎢이다. 미국 와이오밍주 북동쪽과 몬타나주 남동부의 파우더 강 분지(Powder River Basin)에는 200억 톤 이상의 채굴 가능한 석탄이 매장되어 있는 것으로 추정되고 있으며, 호주의 라트로브 계곡(Latrobe Valley)의 채굴 가능한 잠재적 석탄량은 약 700억 톤이다.

그림 2. 미국 유타주 헬퍼(Helper) 근처의 얇은 석탄층. 평탄한 상하 접촉면을 주목하라. <Courtesy of Dr. Harold CoffinThin-coal-seam-helper>

토탄 늪지 이론의 문제점

세속적 과학자들은 석탄이 압축된 토탄(peat, 이탄)에서 형성되었다고 말한다. 그들은 동일과정설(uniformitarianism, 격변설을 배제)에 대한 강한 믿음 때문에, 토탄이나 석탄의 늪지 이론(swamp theory)을 믿을 수밖에 없다. 토탄은 습원(bog, 늪)과 같은 물로 포화된 환경에 있는 반탄화된(semi-carbonized) 식물 잔해의 고결되지 않은 퇴적물로 정의된다. 토탄은 대륙 표면의 약 3%를 덮고 있으며, 특히 북반구 극위도(polar latitudes) 지역과 동남아시아의 열대 지역에서 흔히 볼 수 있다.

토탄이 형성되기 위해서는, 습원(늪)에 있는 물이 산성을 띠어, 미생물에 의한 산화와 분해로부터 축적된 식물 물질을 보호해야 한다. 그렇지 않다면 식물은 쉽게 부패될 것이다. 또한 식물이 축적되는 속도와 거대한 습원이 침강하는 속도와 정확히 일치해야 한다. 그렇지 않다면, 토탄은 물에 잠기거나, 공기에 노출되어 말라버릴 것이다. 두꺼운 석탄층의 경우, 토탄은 깊이가 100m가 훨씬 넘고, 가장 두꺼운 석탄의 경우 약 800m가 넘게 쌓여야 한다. 다음으로, 토탄을 압축하고 가열하기 위해 수천 m의 퇴적물이 쌓여야 한다. 그리고 마지막으로, 석탄이 지표면에서 발견되기 위해서는 이 위에 있는 퇴적물을 침식시켜야 한다.

200년 가까이 '토탄 늪지 이론(peat swamp theory)'이 유행했지만, 바다 환경에서의 운반과 매몰에 대한 대안적 이론에 비해 많은 문제점들을 갖고 있다.[5]

첫째, 조개나 다양한 물고기들과 같은 바다생물 화석들이 석탄에서 발견되는 경우가 많다.

둘째, 때때로 석탄층들은 분리되어 있고, 그 사이에서 해성 퇴적물이 발견되기 때문에, 식물 물질은 해성 퇴적물과 동시에 퇴적되어있다.[6]

셋째, 석탄층을 관통하여 수직으로 서있는 화석목들이 발견되고 있다.[7]

넷째, 일부 화석목들은 거꾸로 묻혀있다(그림 3.6). 이는 늪지 모델에서는 불가능해 보인다.

다섯째, 석탄에서 발견되는 일부 나무들은 늪지에서 자라는 나무가 아니라, 배수가 잘되는 토양에서만 자라는 나무들이다.[3, 8]

여섯째, 표석(boulders)들을 전 세계의 석탄층에서 흔히 볼 수 있다.[9] 표석들은 조용한 물이 있는 늪지에서는 운반될 수 없다. 표석들은 떠다니는 식물의 뿌리에서 떨어지거나, 석탄으로 변한 나무의 뿌리에 박혀있던 것일 수 있다.

그림 3. 호주의 커다란 석탄층에서 발견된 거꾸로 묻혀있는 석화목(upside-down petrified tree). <Courtesy of Dr. Harold Coffinpetrified-tree>

동일과정설에 반대되는 석탄

석탄은 오늘날 형성되고 있는 것처럼 보이지 않으므로, 석탄의 형성은 '현재는 과거를 아는 열쇠'라는 동일과정설 교리와 모순된다. 오늘날 인도네시아와 말레이시아에는 토탄 늪이 있지만[10, 11], 이 늪지의 토탄 두께는 기껏해야 약 15m에 불과하다.[12] 토탄과 석탄의 일반적인 압축 비율은 약 10대 1이라고 말해지고 있다. 이는 오늘날 알려진 가장 두꺼운 토탄이 파묻혀 압축되면, 겨우 1.5m 두께의 석탄층을 생성한다는 것을 의미한다. 그러나 대부분의 석탄층은 이보다 훨씬 두껍다.

현존하는 늪지들은 암석 기록에 있는 석탄층의 크기보다 상당히 작다. 켄터키주의 12번 석탄 층은 약 38,000km2의 면적으로 발생해있다.[13] 이것은 현대의 어떤 토탄 늪지보다 매우 크며, 그것만으로도 인도네시아와 말레이시아에 있는 모든 토탄 늪지를 합친 전체 면적의 반이다.

알려지지 않은 석탄의 기원

그러므로, 석탄의 기원은 지질학적 미스터리로 남아있는 것이다.[14] "불행하게도, 과학자들은 목재가 석탄으로 바뀐 과정에 대해 거의 알지 못하고 있다…" 석탄 지질학자인 래리 토마스(Larry Thomas)는 다음과 같이 썼다 :

석탄의 기원은 1세기가 넘도록 연구되어 왔지만, 석탄의 발생과 발달, 종류를 예측할 수 있는 모델은 하나도 발견되지 않았다는 것은 사실이다. 퇴적 환경을 규명하려는 다양한 모델들이 존재하지만, 어느 것도 석탄 등급의 순환적 특성, 석탄층 측면의 연속성, 석탄의 물리·화학적 특성에 대해 충분히 설명할 수 없다.[16]

석탄층 위의 공룡 발자국들

석탄의 기원을 가리킬 수 있는 또 다른 단서는 일부 석탄층 꼭대기에 공룡 발자국들이 있다는 것이다.[17] 그것들은 발굴된 탄광의 천장에 거꾸로 된 사암 캐스트(upside-down sandstone casts)로 나타나 있는데, 퇴적물이 발자국들의 함몰부를 채워놓고 있다. 공룡 발자국들은 스코틀랜드와 유럽의 여러 지역들[18], 미국의 콜로라도, 유타, 와이오밍[19], 호주 퀸즐랜드 남동부[20] 등의 석탄층 위에서도 발견된다. 디코튼(DeCourten)은 "윗면은 천장에 위태롭게 걸려 있는 수백 개의 발자국들로 장식될 수 있다"라고 말했다.[21] 발자국은 폭이 거의 1m에 이르며(그림 4), 길이가 약 18톤에 달하는 매우 거대한 오리주둥이 공룡들이 만든 것이었다.[21] 발자국은 공룡의 발이 축적된 식물 물질 안으로 눌려지면서 형성되었다. 대부분의 발자국들은 훨씬 더 얕지만, 깊이가 0.6m나 된다. 사실, 가장 큰 발자국 중 일부의 깊이는 9~15cm밖에 되지 않는데, 이것은 초기 식물 물질이 조밀했음을 암시한다. 나돈(Nadon)은 썼다 :

탄광 지붕에 있는 공룡 발자국들은 얕은 침투 깊이를 보여주며, 동물들이 걸어갔던 토탄이 매우 단단하지 않았다면, 발 형태의 보존은 불가능했음을 보여준다.[22]

그림 4. 미국 유타주 프라이스(Price)에 있는 이스턴 유타 선사 박물관(Eastern Utah Prehistory Museum)에 있는 한 탄광 지붕에서 발견된 커다란 오리주둥이 공룡의 발자국.(올려져 있는 노트의 폭이 약 15cm이다). <Supplied by Mike Oardduck-billed-dinosaur-track>

오늘날 토탄을 쌓아놓는 꼭대기 부분은 단단하지 않다. 석탄 위에 나있는 얕은 공룡 발자국들은 토탄 늪지 이론을 반대하는 또 하나의 강력한 논거를 제공한다.

그림 5. 공룡 발자국들이 어떻게 석탄층 꼭대기에 나있을 수 있는지를 보여주는 개략도. <© Keaton Halledinosaur-tracks>

a) 일시적으로 노출된 퇴적층 표면에 올려져 있는 통나무 매트(log mat). b) 통나무 매트 위를 공룡들이 걸어가며, 식물 물질들은 압축되며 발자국들을 남겼다. c) 해수면은 다시 빠르게 상승했고, 쌓여진 통나무 매트 위로 모래들을 퇴적시켰다.

BEDS 모델로 설명되는 석탄의 형성

공룡 발자국들은 '일시적 노출된 대홍수 퇴적물(Briefly Exposed Diluvial Seditions, BEDS) 메커니즘을 가리킨다. 전 세계에서 발견된 석탄의 양으로 미루어 볼 때, 홍수 이전의 지구는 오늘날보다 약 8~10배 많은 식물과 나무들이 번성하고 있었다.[23] 대홍수는 식물과 나무들을 뿌리째 뽑아냈고, 1980년 미국 워싱턴주 세인트 헬렌산(Mount St. Helens)의 폭발 시에 북쪽 스피릿 호수(Spirit Lake)에서 발견된 것과 유사하게, 홍수 물 위에 떠다니는 광대한 통나무 매트(floating log mats)들을 형성했을 것이다.[24] 그러나 전 지구적 홍수 때의 통나무 매트들은 훨씬 더 두터웠고 훨씬 더 광범위했을 것이다.

홍수 물의 수위가 지역적으로 잠시 낮아지는 동안, 통나무 매트와 관련 식물 잔해들은 BEDS 꼭대기에 머물게 되었다.(그림 5a). 아직 익사하지 않은 공룡들은 잠시 안전한 일시적으로 노출된 섬으로 헤엄쳐와, 조밀한 식물 물질에 발자국들을 남겼다(그림 5b). 퇴적물로 가득한 홍수 물이 다시 상승하면서, 식물 물질 위에 남겨진 발자국들은 다시 퇴적물로 덮여지고, 보존되게 되었다.(그림 5c). 노아 홍수 기간 동안에 (조력 등에 의해) 주기적으로 수위가 상승 및 하강하면서, 식물 잔해들이 포함된 엄청난 양의 퇴적물을 여러 층으로 빠르게 퇴적시켰을 것이다. 쌓여진 퇴적물의 무게로 인해, 온도와 압력은 상승했을 것이고, 실험적으로 입증된 바와 같이, 몇 달 안에 식물 잔해들은 석탄으로 바뀌었을 것이다. 이로 인해 여러 개의 석탄층들이 형성되게 되었다(그림 5b).

성경에 기록된 전 지구적 홍수를 기반으로 한 BEDS 지질 모델은 지질학자들이 오랜 시간 동안 해결하지 못했던 많은 지질학적 미스터리들을 해결해주고 있으며, 성경은 신뢰할 수 있는 기록임을 다시 한번 입증해주고 있는 것이다.

References and notes

1. Oard, M.J. (ebook), The Genesis Flood and Floating Log Mats: Solving Geological Riddles, Creation Book Publishers, Powder Springs, GA, 2014.

2. Nevins, S.E., The origin of coal, ICR Impact Series No. 41, Institute for Creation Research, Dallas, TX, 1976.

3. Neuendorf, K.K.E., Mehl, Jr., J.P. and Jackson, J.A., Glossary of Geology, Fifth Edition, American Geological Institute, Alexandria, VA, pp. 123–124, 2005.

4. Thomas, L., Coal Geology, second edition, Wiley-Blackwell, Chichester, West Sussex, UK, 2013.

5. Coffin, H.G. with Brown R.H. and Gibson, L.J., Origin by Design, Revised Edition, Review and Herald Publishing Association, Washington, D.C., pp. 198–204, 2005.

6. Snelling, A.A., Earth’s Catastrophic Past: Geology, Creation & the Flood, volume 2, Institute for Creation Research, Dallas, TX, pp. 553–554, 2009.

7. Snelling, Ref. 6, pp. 565–567.

8. Walker, T., Coal: memorial to the Flood, Creation 23(2):22–27, 2001; creation.com/coal-memorial-to-the-flood.

9. Snelling, Ref. 6, p. 555.

10. Cobb, J.C. and Cecil C.B. (Eds.), Modern and Ancient Coal-Forming Environments, GSA Special Paper 286, Geological Society of America, Boulder, CO, 1993.

11. Neuzil, S.G. and 3 others, Inorganic geochemistry of domed peat in Indonesia and its implication for the origin of mineral matter in coal: in: Cobb and Cecil (Eds.), ref. 10, pp. 23–44.

12. Supardi, Subekty, A.D., and Neuzil, S.G., General geology and peat resources of the Siak Kanan and Bengkalis Island peat deposits, Sumatra, Indonesia; in: Cobb and Cecil (Eds.), ref. 10, pp. 45–61.

13. Austin, S.A., Depositional Environment of the Kentucky No. 12 Coal Bed (Middle Pennsylvanian) of Western Kentucky, with Special Reference to the Origin of Coal Lithotypes, PhD thesis, Pennsylvania State University, University Park, PA, 1979.

14. Teichmüller, M., The genesis of coal from the viewpoint of coal petrology, International Journal of Coal Geology 12:1–87, 1989. 15. Poinar, Jr., G.O., Life in Amber, Stanford University Press, Stanford, CA, p. 14, 1992.

16. Thomas, Ref. 4, p. 3.

17. DeCourten, F., Dinosaurs of Utah, The University of Utah Press, Salt Lake City, UT, p. 221–224, 1998.

18. Mortenson, T., The Great Turning Point: The Church’s Catastrophic Mistake in Geology—Before Darwin, Master Books, Green Forest, AR, 2004.

19. Carpenter, K., Behavior of hadrosaurs as interpreted from footprints in the ‘Mesaverde’ Group (Campanian) of Colorado, Utah, and Wyoming, Contributions to Geology, University of Wyoming 29(2):81–96, 1992.

20. Thulborn, RA., Ornithopod dinosaur tracks from the lower Jurassic of Queensland, Alcheringa 18:247–258, 1994.

21. DeCourten, Ref. 17, p. 221.

22. Nadon, G.C., Magnitude and timing of peat-to-coal compaction, Geology 26:727–730, 1998.

23. Archer, D., The Global Carbon Cycle, Princeton University Press, NJ, 2010.

24. Walker, T., Learning the lessons of Mount St Helens: How its eruption backs biblical history, Creation 39(3):23–27, 2017; creation.com/lessons-eruption.

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