퇴적 지층 사이의 간격들 1
(Those Gaps in the Sedimentary Layers 1)
Ariel A. Roth
간격들 (The Gaps, Hiatuses)
미국 텍사스의 팬핸들(Panhandle) 지방에 가면 '래노 에스타카도(Llano Estacado)' 또는 '말뚝 평원(staked plain)' 이라 불리는 평탄한(flat) 평원을 수 마일을 운전할 수 있다. 그 이름의 기원은 다소 분명치 않다. 아마도 그 이름은 개척자들에 의해서 평원에 남겨진 말뚝 표지로부터, 또는 말뚝 모양과 비슷한 선인장으로부터 왔을 것이다.
극적인 지질학적 모습들을 '래노 에스타카도'의 가장자리에서 볼 수 있다. 남동쪽으로부터 침식된 '팔로 두로 캐니언(Palo Duro Canyon)'에는 말뚝 평원 아래의 지층들이 잘 노출되어 있다.(그림 1). 맨 윗지층은 유명한 밝은 색의 오갈랄라 지층(Ogallala Formation)이다. 이 지층은 이곳에서는 두께가 30m 이지만, 어떤 곳의 두께는 수백 m 나 된다. 이 지층은 사우스 다코다로부터 텍사스 팬핸들의 남부까지 무려 1200km에 걸쳐서 펼쳐져 있다. 경제적으로도 오갈랄라 지층은 매우 중요하다. 왜냐하면 지역의 도시들과 농장에 필요한 물을 함유하고 있기 때문이다.
그림 1. 텍사스 북부의 팔로 두로 캐니언(Palo Duro Canyon)의 전경. 위쪽 화살표는 연속적 퇴적지층에 2억 년의 시간 간격이 있는 것으로 추정한다. 아래 화살표는 1600만 년의 시간 간격을 가리키고 있다.
오갈랄라 지층에서 발견되었던 화석들은 말의 치아들, 식물 뿌리들(Maxwell 1970), 한 마리의 거대한 거북, 화석 씨앗들(WTSU n.d. p.18), 마스토돈의 잔해물, 낙타들, 나무늘보들(Matthews 1969) 이다. 오갈랄라 지층 바로 아래는 어두운 트루질로 지층(Trujillo Formation)이 놓여있다. 화석 나무, 잎사귀들, 멸종된 양서류의 뼈들이 이 지층에서 발견되었다.(Maxwell 1970). 그림1에서 위쪽 화살표는 이 두 지층 사이의 다소간 불분명한 경계를 가리키고 있다.
표준 지질연대에 따르면, 오갈랄라 지층은 2~5백만 년의 신생대 선신세(Pliocene)의 매우 젊은 지층으로 평가된다. 반면에 트루질로 지층은 2억8백만 년의 중생대 트라이아스기 지층으로 평가된다. 그림1 에서 위쪽 화살표는 2억 년의 잃어버린 지층의 시간 간격을 가리키고 있다.
서쪽으로 대략 150km나 떨어진 (그림 2), 뉴멕시코 투쿰카리(Tucumcari) 시의 남부 지역에도 똑같이 2억 년의 시간 간격이 발견된다. 그림2 에서의 화살표는 중생대 트라이아스기의 친리 지층(Chinle Formation)과 위쪽의 선신세 오갈랄라 지층의 접촉면을 가리키고 있다. 이 접촉면은 300 km 떨어진 텍사스의 빅스프링 시 근처 남부지역에서도 보여지고 있다. 북쪽으로 가면서 오갈랄라 지층 아래에 트루질로 지층이나 친리 지층 보다 젊은 지층들이 있게 되면서 추정되는 간격은 점차적으로 줄어든다.
그림 2. 뉴멕시코의 투쿰카리 남쪽 절벽의 전경. 그림1에서 보여주는 것과 같은 2억 년의 시간 간격을 화살표가 가리키고 있다.
이들 지층들에 의해 제시된 연대는 지질학적 연대표의 정확성에 의문을 일으키고 있다. 만약 오갈랄라 지층과 아래 지층 사이에 2억 년의 시간 간격이 존재한다면, 광대한 시간이 흐르면서 일으켰을 변화의 결과들이 관측되어야 한다는 것이다. 그러나 그러한 변화가 보이지 않는다면, 광대한 시간이 흘렀는지는 의심될 수 있다.
광대한 시간이 흘렀다면, 침식에 의해서 만들어진 협곡, 캐년, 계곡의 형태들, 풍화작용, 식물의 성장, 토양형성 등을 관찰할 수 있어야만 한다. 때때로 약한 침식의 증거들이 있지만, 그것들은 시간이 흘렀다는 것을 지지할만한 것은 아니다. 팔로 두로 캐니언 자체가 시간의 흐름을 시각적으로 설명하고 있다. 트루질로 지층은 2억 년의 세월 동안 그렇게 평탄하게 침식되어, 평평한 채로 남아 있을 수 있는가? 아니면 시간 간격이 훨씬 적은 것은 아닌가? 보여지는 것과 같이 오갈랄라 지층은 매우 평탄하게 트루질로 지층 위에 놓여져 있다. 트루질로 지층은 많은 부드러운 부분들을 가지고 있다. 이 부분들은 정상적인 풍화작용과 침식작용에 의해 비교적 단기간 내에 침식되어 없어졌어야만 한다. 이러한 의문은 이 평탄한 접촉면이 무려 150,000km2 에 걸쳐서 유지되고 있다는 것을 깨달았을 때에 매우 심각해진다.
팔로 두로 캐니언의 조금 아래에는 광대한 시간 간격을 보이는 또 다른 두 개의 지층이 있다. 그림 1의 아래 화살표는 그 접촉면을 가리키고 있다. 화살표 위는 중생대 트라이아스기 말기의 테코바스 지층(Tecovas Formation)이고, 아래는 고생대 페름기의 쿼터마스터 지층(Quartermaster Formation)이다. 초기와 중기의 트라이아스기 지층은 모두 잃어버렸다[2]. 앞에서 2억 년의 시간 간격에 비해, 이것은 1600만 년의 간격을 나타내고 있다. 그러나 이 시간도 많은 일들이 일어날 수 있는 상당한 기간이다.
이들 모두는 근본적인 의문들을 야기시키고 있다. 즉, 퇴적지층 사이에 광대한 시간 간격이 존재한다면, 시간이 흐르면서 보여 주어야할 변화들을 실제 보여주고 있는가? 아니면, 그 지층들은 창세기에서 묘사된 격변적인 홍수에 의한 퇴적과 같은 빠른 퇴적의 모습을 나타내고 있는 것은 아닌가? 하는 점이다.
표준 지질주상도(standard geologic column) 상의 잃어버린 지질시대(간격)는 지구상의 퇴적지층에서 흔히 볼 수 있는 모습이다. 그림 3 은 한 예로서, 주요 잃어버린 지층은 검은 색으로 표시하였다. 미국 서부의 도표는(Molenaar 1973, p.156; Molenaar 1978, p.4; WGA 1980, inside front cover) 주요 세부 층들(e.g., upper Triassic)의 1/3, 또는 그 이상이 지층순서의 여러 부분 사이에서 잃어버렸음을 제시하고 있다.
작은 스케일에서도 많은 지층들을 잃어버렸다고 추정하고 있다. 그림 3에서 수백만 년이 걸렸다는 지질시대들은 이러한 지층들 사이에 시간으로(검은 색) 주어졌다. 놀랍게도, 시간 간격을 보이는 지층들은 광범위한 지역에 걸쳐 광대한 시간들이 지났다면 당연히 보여야하는 침식의 증거들 없이, 차곡차곡 다른 지층 위에 놓여져 있다. 이 그림의 수직적 크기는 대략 16배 정도 확대되었다는 것에 주목해야 한다. 우리는 더욱 얇고 넓게 펼쳐져 있는 모습들을 보게되는 것이다.
그림 3. 유타주 남동부 퇴적지층의 층서학적 모습. 하얀 부분은 퇴적 지층이고, 검은 부분은 잃어버린 지층 간격(gaps, hiatuses)이다. 지질주상도의 지질시대의 구분은 왼쪽에 주어졌고, 추정하고 있는 연대를 적어 놓았다. 퇴적지층에 관한 이름은 주요한 지층으로 나타내었다. 수직적으로 16배가 과장되었고, 수평거리는 대략 200km 이다. 반면에 퇴적지층 (하얀 부분)의 전체 두께는 3.5km 정도 이다. 도표는 선 상의 시간 척도를 강조하기 위해서 Molonaar(1975, p. 4)의 것을 수정하여 사용하였다.
이 간격 사이에 시간의 길이를 사람들이 어떻게 결정했는 지에 대해 자주 의문을 가지게 된다. 그것은 주로 여러 곳에 존재하는, 그리고 특징적인 화석종(fossil type)으로 연대가 측정되는 지층의 결여에 기초하고 있다. 이러한 특징적인 화석들의 진화에는(지층의 퇴적에도) 광대한 시간이 필요할 것이라고 상상한다.
그것은 주로 지질주상도의 완전한 배열과 비교함으로서 많은 부분을 잃어버린 것으로 결론짓고 있다. 또한 방사성 동위원소 연대측정이 지층들에 대한 광대한 시간 틀을 확립하는데 특별히 사용되었다.
이러한 간격들을 오래 동안 알아왔던 지질학자들은 그것들을 보통 '부정합(unconformity)' 로서 불러왔다. 영국에서 이러한 경향은 구조적인 모습의 기초로서 전문용어로 자리잡았다. 그러므로 상상하는 시간 대신에 '부정합' 이라는 용어는 그곳에서는 다소간 다른 의미를 가지고 있다.
여러 종류의 부정합이 있다. 만일 윗 지층과 아래 지층이 서로 각도를 가지고 있다면, 경사부정합(angular unconformity)이라고 한다. 만일 그들이 일반적으로 평행하지만 지층 사이에 약간의 침식의 증거들이 있으면, 그 접촉면은 가끔 평행부정합(disconformity, 비정합) 이라고 불려진다. 그리고 접촉면이 뚜렷하지 않고, 침식의 증거가 없다면, 그것은 준정합(paraconformity, 유사정합)이라 불려진다. 우리는 용어가 잘 표준화되지 않았다는 것을 생각할 때, 후자의 두 종류에 특별히 관심이 있다.
이 접촉면과 관계되는 것이 '정합의(conformable)' 라는 용어다. 이것은 자주 다른 지층들이 평행으로 연합되어 있는 것을 말하는데 사용되었다.
그림 4. 침식-퇴적 패턴 (Erosion-deposition patterns). A: 지속적인 퇴적의 모습. B: 침식의 발생. C: 퇴적물의 재퇴적. 오래된 침식 표면이 아직 보인다. D: 침식과 퇴적의 두 번째 주기. 더욱 복잡한 모습이 된다. (실제로 오랜 세월 동안 퇴적과 침식이 반복됐다면, 발견되는 지층들은 이러한 모습이어야 한다). E: 현재 관찰되는 있는 퇴적지층의 일반적인 모습들.
만일 광대한 시간이 오른쪽 가장자리의 지층 3, 4 아래에 있었다면, 좌측 꼭대기의 지층 2, 3 사이에는 현저한 침식이 기대되어야만 한다. 수직거리가 과장된 이론적 그림은 침식 상황들에 의존한다.
이 간격들에서 침식이 있었는지에 대한 의문은 그림 4에서 설명된다. 맨 위의 그림(A)는 지층 사이에 어떠한 시간의 흐름도 보이지 않는 퇴적지층의 단면을 보여주고 있다.
두 번째 그림(B)는 퇴적은 없고, 상당한 시간동안 침식이 일어났을 때 무엇이 일어나는지를 보여주고 있다. 이것은 지구상의 침식 표면에서 흔히 볼 수 있는 협곡, 캐년, 계곡들을 만들어 낸다.
세 번째 그림(C)는 연속적인 지층들에 의해서 덮여진 불규칙한 침식 패턴을 보여주고 있다. 과거 침식에 의해서 남겨진 지형의 모습들을 쉽게 관찰할 수 있다. 이러한 형태의 퇴적지층은 지질주상도 상의 많은 부분을 잃어버린 지구상의 퇴적지층들에서 흔히 발견되어야만 한다. 그러나 대륙의 오래된 퇴적지층들의 협곡과 캐년에서도 거의 보여지지 않는다.
네 번째 그림 (D)는 세 번째 그림(C) 위로 퇴적된 후에, 연속적인 침식 주기에 의한 발생된 결과를 보여주고 있다. 지층의 분포 패턴은 더욱 복잡해져서 침식과 퇴적의 더 많은 사건들이 남아있게 될 것이다.
다섯 번째 그림(E)는 지층들 사이에 전혀 침식의 모습을 보이지 않은 채로, 우리들에게 보여지고 있는(예로 그림1, 2, 3) 수많은 지층들의 정상적인 모습들이다. 만약 지층들 사이에 수백만 년의 시간이 흘렀다면, 그림 4의 왼쪽 꼭대기로부터 2, 3번째 지층 사이에 상당한 침식이 일어났어야만 한다. 이 기간은 오른쪽에 3, 4번째 지층의 퇴적에 수백만 년이 걸렸을 것으로 추정하는 것에 기초하고 있다.
지층 간격(부정합)의 수많은 다른 예들은 그림 3 에서 주어질 수 있다. 지면의 한계 때문에 단지 소수의 예들만 제시되었다.
콜로라도 강의 그랜드 캐년은 지구의 지질학적 전시장 중의 하나이다. 사람이 그 협곡의 가장자리에 서있을 때, 많은 것들에 의해 감동을 받는다. 그중 하나는 이 퇴적지층들은 지층들 사이에 광대한 시간적 간격들이 있었다고 상상하는데, 어떻게 이들은 그렇게도 평행하게 쌓이게 되었는가 하는 점이다. 예를 들어 레드월(Redwall) 석회암으로 불리는 중간의 절벽 아래 부분은 1억 년의 기간(오르도비스기, 실루리아기)을 잃어버렸다 (그림 5의 화살표). 레드월 지층의 기저부근에도, 또 다른 6백만 년의 시간 간격(Kinderhook gap)이 있다고 추정하고 있다 (Breed and Roat 1976, p. 54).
그림 5. 애리조나 노스림(North Rim)에서 그랜드 캐니언의 전경. 화살표가 가리키고 있는 퇴적지층들의 간격은 1억 년으로 추정하고 있다.
유타주 동부 데드호스 포인트(Dead Horse Point)에서는 콜로라도 강에 의해서 원인되었다는 극적인 침식의 모습들을 볼 수 있다. 이 지역의 이름은 세기가 바뀌기 전에, 많은 야생말들이 그곳에서 죽었다는 것에 의해 붙여지게 되었다. 대협곡을 파놓은 엄청난 침식의 결과와 평행하게 쌓여있는 지층들의 모습이 현저하게 대비된다 (그림 6).
이 지층들 사이에는 여러 개의 시간 간격들을 추측하고 있다. 아래쪽 화살표는 2000만 년의 지층(Ochoa-Guadalupe)을 잃어버린 것으로 추정하고 있고, 위쪽 화살표는 1000만 년(Middle Triassic)의 지층을 잃어버린 것으로 추정하고 있다. 그러나 놀랍게도 그 접촉면은 매우 평탄하다. 후자의 간격은 미국 남서부의 250,000 km2에 걸쳐서 이루어져 있는데, 오늘날 많은 지역에서 침식이 일어나 지층단면들이 노출되어 있는 것을 볼 수 있다. 이 두 간격은 그림 3 에서도 또한 보여지고 있는데, 트라이아스기의 모엔코피 지층(Moenkopi Formation)의 위 아래에 각각 놓여 있다.
그림 6. 유타주 데드호스 포인트에서의 콜로라도강 계곡. 윗쪽 화살표는 1천만 년, 아래 화살표는 2천만 년의 시간 간격 추정하고 있다. 1천만 년, 2천만 년의 연대 차이에도 불구하고 평행하게 퇴적되어 있는 모습과 아래에 콜로라도 강에 의해서 불규칙하게 침식당하고 있는 계곡의 모습이 극명하게 대비된다.
(다음에 계속됩니다)
출처 - 창조지, 제 136호 [2003. 4~6], Origins 15(2):75-92, 1988.
번역 - 미디어위원회
링크 - https://www.grisda.org/origins-15075
퇴적 지층 사이의 간격들 1
(Those Gaps in the Sedimentary Layers 1)
Ariel A. Roth
간격들 (The Gaps, Hiatuses)
미국 텍사스의 팬핸들(Panhandle) 지방에 가면 '래노 에스타카도(Llano Estacado)' 또는 '말뚝 평원(staked plain)' 이라 불리는 평탄한(flat) 평원을 수 마일을 운전할 수 있다. 그 이름의 기원은 다소 분명치 않다. 아마도 그 이름은 개척자들에 의해서 평원에 남겨진 말뚝 표지로부터, 또는 말뚝 모양과 비슷한 선인장으로부터 왔을 것이다.
극적인 지질학적 모습들을 '래노 에스타카도'의 가장자리에서 볼 수 있다. 남동쪽으로부터 침식된 '팔로 두로 캐니언(Palo Duro Canyon)'에는 말뚝 평원 아래의 지층들이 잘 노출되어 있다.(그림 1). 맨 윗지층은 유명한 밝은 색의 오갈랄라 지층(Ogallala Formation)이다. 이 지층은 이곳에서는 두께가 30m 이지만, 어떤 곳의 두께는 수백 m 나 된다. 이 지층은 사우스 다코다로부터 텍사스 팬핸들의 남부까지 무려 1200km에 걸쳐서 펼쳐져 있다. 경제적으로도 오갈랄라 지층은 매우 중요하다. 왜냐하면 지역의 도시들과 농장에 필요한 물을 함유하고 있기 때문이다.
그림 1. 텍사스 북부의 팔로 두로 캐니언(Palo Duro Canyon)의 전경. 위쪽 화살표는 연속적 퇴적지층에 2억 년의 시간 간격이 있는 것으로 추정한다. 아래 화살표는 1600만 년의 시간 간격을 가리키고 있다.
오갈랄라 지층에서 발견되었던 화석들은 말의 치아들, 식물 뿌리들(Maxwell 1970), 한 마리의 거대한 거북, 화석 씨앗들(WTSU n.d. p.18), 마스토돈의 잔해물, 낙타들, 나무늘보들(Matthews 1969) 이다. 오갈랄라 지층 바로 아래는 어두운 트루질로 지층(Trujillo Formation)이 놓여있다. 화석 나무, 잎사귀들, 멸종된 양서류의 뼈들이 이 지층에서 발견되었다.(Maxwell 1970). 그림1에서 위쪽 화살표는 이 두 지층 사이의 다소간 불분명한 경계를 가리키고 있다.
표준 지질연대에 따르면, 오갈랄라 지층은 2~5백만 년의 신생대 선신세(Pliocene)의 매우 젊은 지층으로 평가된다. 반면에 트루질로 지층은 2억8백만 년의 중생대 트라이아스기 지층으로 평가된다. 그림1 에서 위쪽 화살표는 2억 년의 잃어버린 지층의 시간 간격을 가리키고 있다.
서쪽으로 대략 150km나 떨어진 (그림 2), 뉴멕시코 투쿰카리(Tucumcari) 시의 남부 지역에도 똑같이 2억 년의 시간 간격이 발견된다. 그림2 에서의 화살표는 중생대 트라이아스기의 친리 지층(Chinle Formation)과 위쪽의 선신세 오갈랄라 지층의 접촉면을 가리키고 있다. 이 접촉면은 300 km 떨어진 텍사스의 빅스프링 시 근처 남부지역에서도 보여지고 있다. 북쪽으로 가면서 오갈랄라 지층 아래에 트루질로 지층이나 친리 지층 보다 젊은 지층들이 있게 되면서 추정되는 간격은 점차적으로 줄어든다.
그림 2. 뉴멕시코의 투쿰카리 남쪽 절벽의 전경. 그림1에서 보여주는 것과 같은 2억 년의 시간 간격을 화살표가 가리키고 있다.
이들 지층들에 의해 제시된 연대는 지질학적 연대표의 정확성에 의문을 일으키고 있다. 만약 오갈랄라 지층과 아래 지층 사이에 2억 년의 시간 간격이 존재한다면, 광대한 시간이 흐르면서 일으켰을 변화의 결과들이 관측되어야 한다는 것이다. 그러나 그러한 변화가 보이지 않는다면, 광대한 시간이 흘렀는지는 의심될 수 있다.
광대한 시간이 흘렀다면, 침식에 의해서 만들어진 협곡, 캐년, 계곡의 형태들, 풍화작용, 식물의 성장, 토양형성 등을 관찰할 수 있어야만 한다. 때때로 약한 침식의 증거들이 있지만, 그것들은 시간이 흘렀다는 것을 지지할만한 것은 아니다. 팔로 두로 캐니언 자체가 시간의 흐름을 시각적으로 설명하고 있다. 트루질로 지층은 2억 년의 세월 동안 그렇게 평탄하게 침식되어, 평평한 채로 남아 있을 수 있는가? 아니면 시간 간격이 훨씬 적은 것은 아닌가? 보여지는 것과 같이 오갈랄라 지층은 매우 평탄하게 트루질로 지층 위에 놓여져 있다. 트루질로 지층은 많은 부드러운 부분들을 가지고 있다. 이 부분들은 정상적인 풍화작용과 침식작용에 의해 비교적 단기간 내에 침식되어 없어졌어야만 한다. 이러한 의문은 이 평탄한 접촉면이 무려 150,000km2 에 걸쳐서 유지되고 있다는 것을 깨달았을 때에 매우 심각해진다.
팔로 두로 캐니언의 조금 아래에는 광대한 시간 간격을 보이는 또 다른 두 개의 지층이 있다. 그림 1의 아래 화살표는 그 접촉면을 가리키고 있다. 화살표 위는 중생대 트라이아스기 말기의 테코바스 지층(Tecovas Formation)이고, 아래는 고생대 페름기의 쿼터마스터 지층(Quartermaster Formation)이다. 초기와 중기의 트라이아스기 지층은 모두 잃어버렸다[2]. 앞에서 2억 년의 시간 간격에 비해, 이것은 1600만 년의 간격을 나타내고 있다. 그러나 이 시간도 많은 일들이 일어날 수 있는 상당한 기간이다.
이들 모두는 근본적인 의문들을 야기시키고 있다. 즉, 퇴적지층 사이에 광대한 시간 간격이 존재한다면, 시간이 흐르면서 보여 주어야할 변화들을 실제 보여주고 있는가? 아니면, 그 지층들은 창세기에서 묘사된 격변적인 홍수에 의한 퇴적과 같은 빠른 퇴적의 모습을 나타내고 있는 것은 아닌가? 하는 점이다.
표준 지질주상도(standard geologic column) 상의 잃어버린 지질시대(간격)는 지구상의 퇴적지층에서 흔히 볼 수 있는 모습이다. 그림 3 은 한 예로서, 주요 잃어버린 지층은 검은 색으로 표시하였다. 미국 서부의 도표는(Molenaar 1973, p.156; Molenaar 1978, p.4; WGA 1980, inside front cover) 주요 세부 층들(e.g., upper Triassic)의 1/3, 또는 그 이상이 지층순서의 여러 부분 사이에서 잃어버렸음을 제시하고 있다.
작은 스케일에서도 많은 지층들을 잃어버렸다고 추정하고 있다. 그림 3에서 수백만 년이 걸렸다는 지질시대들은 이러한 지층들 사이에 시간으로(검은 색) 주어졌다. 놀랍게도, 시간 간격을 보이는 지층들은 광범위한 지역에 걸쳐 광대한 시간들이 지났다면 당연히 보여야하는 침식의 증거들 없이, 차곡차곡 다른 지층 위에 놓여져 있다. 이 그림의 수직적 크기는 대략 16배 정도 확대되었다는 것에 주목해야 한다. 우리는 더욱 얇고 넓게 펼쳐져 있는 모습들을 보게되는 것이다.
그림 3. 유타주 남동부 퇴적지층의 층서학적 모습. 하얀 부분은 퇴적 지층이고, 검은 부분은 잃어버린 지층 간격(gaps, hiatuses)이다. 지질주상도의 지질시대의 구분은 왼쪽에 주어졌고, 추정하고 있는 연대를 적어 놓았다. 퇴적지층에 관한 이름은 주요한 지층으로 나타내었다. 수직적으로 16배가 과장되었고, 수평거리는 대략 200km 이다. 반면에 퇴적지층 (하얀 부분)의 전체 두께는 3.5km 정도 이다. 도표는 선 상의 시간 척도를 강조하기 위해서 Molonaar(1975, p. 4)의 것을 수정하여 사용하였다.
이 간격 사이에 시간의 길이를 사람들이 어떻게 결정했는 지에 대해 자주 의문을 가지게 된다. 그것은 주로 여러 곳에 존재하는, 그리고 특징적인 화석종(fossil type)으로 연대가 측정되는 지층의 결여에 기초하고 있다. 이러한 특징적인 화석들의 진화에는(지층의 퇴적에도) 광대한 시간이 필요할 것이라고 상상한다.
그것은 주로 지질주상도의 완전한 배열과 비교함으로서 많은 부분을 잃어버린 것으로 결론짓고 있다. 또한 방사성 동위원소 연대측정이 지층들에 대한 광대한 시간 틀을 확립하는데 특별히 사용되었다.
이러한 간격들을 오래 동안 알아왔던 지질학자들은 그것들을 보통 '부정합(unconformity)' 로서 불러왔다. 영국에서 이러한 경향은 구조적인 모습의 기초로서 전문용어로 자리잡았다. 그러므로 상상하는 시간 대신에 '부정합' 이라는 용어는 그곳에서는 다소간 다른 의미를 가지고 있다.
여러 종류의 부정합이 있다. 만일 윗 지층과 아래 지층이 서로 각도를 가지고 있다면, 경사부정합(angular unconformity)이라고 한다. 만일 그들이 일반적으로 평행하지만 지층 사이에 약간의 침식의 증거들이 있으면, 그 접촉면은 가끔 평행부정합(disconformity, 비정합) 이라고 불려진다. 그리고 접촉면이 뚜렷하지 않고, 침식의 증거가 없다면, 그것은 준정합(paraconformity, 유사정합)이라 불려진다. 우리는 용어가 잘 표준화되지 않았다는 것을 생각할 때, 후자의 두 종류에 특별히 관심이 있다.
이 접촉면과 관계되는 것이 '정합의(conformable)' 라는 용어다. 이것은 자주 다른 지층들이 평행으로 연합되어 있는 것을 말하는데 사용되었다.
그림 4. 침식-퇴적 패턴 (Erosion-deposition patterns). A: 지속적인 퇴적의 모습. B: 침식의 발생. C: 퇴적물의 재퇴적. 오래된 침식 표면이 아직 보인다. D: 침식과 퇴적의 두 번째 주기. 더욱 복잡한 모습이 된다. (실제로 오랜 세월 동안 퇴적과 침식이 반복됐다면, 발견되는 지층들은 이러한 모습이어야 한다). E: 현재 관찰되는 있는 퇴적지층의 일반적인 모습들.
만일 광대한 시간이 오른쪽 가장자리의 지층 3, 4 아래에 있었다면, 좌측 꼭대기의 지층 2, 3 사이에는 현저한 침식이 기대되어야만 한다. 수직거리가 과장된 이론적 그림은 침식 상황들에 의존한다.
이 간격들에서 침식이 있었는지에 대한 의문은 그림 4에서 설명된다. 맨 위의 그림(A)는 지층 사이에 어떠한 시간의 흐름도 보이지 않는 퇴적지층의 단면을 보여주고 있다.
두 번째 그림(B)는 퇴적은 없고, 상당한 시간동안 침식이 일어났을 때 무엇이 일어나는지를 보여주고 있다. 이것은 지구상의 침식 표면에서 흔히 볼 수 있는 협곡, 캐년, 계곡들을 만들어 낸다.
세 번째 그림(C)는 연속적인 지층들에 의해서 덮여진 불규칙한 침식 패턴을 보여주고 있다. 과거 침식에 의해서 남겨진 지형의 모습들을 쉽게 관찰할 수 있다. 이러한 형태의 퇴적지층은 지질주상도 상의 많은 부분을 잃어버린 지구상의 퇴적지층들에서 흔히 발견되어야만 한다. 그러나 대륙의 오래된 퇴적지층들의 협곡과 캐년에서도 거의 보여지지 않는다.
네 번째 그림 (D)는 세 번째 그림(C) 위로 퇴적된 후에, 연속적인 침식 주기에 의한 발생된 결과를 보여주고 있다. 지층의 분포 패턴은 더욱 복잡해져서 침식과 퇴적의 더 많은 사건들이 남아있게 될 것이다.
다섯 번째 그림(E)는 지층들 사이에 전혀 침식의 모습을 보이지 않은 채로, 우리들에게 보여지고 있는(예로 그림1, 2, 3) 수많은 지층들의 정상적인 모습들이다. 만약 지층들 사이에 수백만 년의 시간이 흘렀다면, 그림 4의 왼쪽 꼭대기로부터 2, 3번째 지층 사이에 상당한 침식이 일어났어야만 한다. 이 기간은 오른쪽에 3, 4번째 지층의 퇴적에 수백만 년이 걸렸을 것으로 추정하는 것에 기초하고 있다.
지층 간격(부정합)의 수많은 다른 예들은 그림 3 에서 주어질 수 있다. 지면의 한계 때문에 단지 소수의 예들만 제시되었다.
콜로라도 강의 그랜드 캐년은 지구의 지질학적 전시장 중의 하나이다. 사람이 그 협곡의 가장자리에 서있을 때, 많은 것들에 의해 감동을 받는다. 그중 하나는 이 퇴적지층들은 지층들 사이에 광대한 시간적 간격들이 있었다고 상상하는데, 어떻게 이들은 그렇게도 평행하게 쌓이게 되었는가 하는 점이다. 예를 들어 레드월(Redwall) 석회암으로 불리는 중간의 절벽 아래 부분은 1억 년의 기간(오르도비스기, 실루리아기)을 잃어버렸다 (그림 5의 화살표). 레드월 지층의 기저부근에도, 또 다른 6백만 년의 시간 간격(Kinderhook gap)이 있다고 추정하고 있다 (Breed and Roat 1976, p. 54).
그림 5. 애리조나 노스림(North Rim)에서 그랜드 캐니언의 전경. 화살표가 가리키고 있는 퇴적지층들의 간격은 1억 년으로 추정하고 있다.
유타주 동부 데드호스 포인트(Dead Horse Point)에서는 콜로라도 강에 의해서 원인되었다는 극적인 침식의 모습들을 볼 수 있다. 이 지역의 이름은 세기가 바뀌기 전에, 많은 야생말들이 그곳에서 죽었다는 것에 의해 붙여지게 되었다. 대협곡을 파놓은 엄청난 침식의 결과와 평행하게 쌓여있는 지층들의 모습이 현저하게 대비된다 (그림 6).
이 지층들 사이에는 여러 개의 시간 간격들을 추측하고 있다. 아래쪽 화살표는 2000만 년의 지층(Ochoa-Guadalupe)을 잃어버린 것으로 추정하고 있고, 위쪽 화살표는 1000만 년(Middle Triassic)의 지층을 잃어버린 것으로 추정하고 있다. 그러나 놀랍게도 그 접촉면은 매우 평탄하다. 후자의 간격은 미국 남서부의 250,000 km2에 걸쳐서 이루어져 있는데, 오늘날 많은 지역에서 침식이 일어나 지층단면들이 노출되어 있는 것을 볼 수 있다. 이 두 간격은 그림 3 에서도 또한 보여지고 있는데, 트라이아스기의 모엔코피 지층(Moenkopi Formation)의 위 아래에 각각 놓여 있다.
그림 6. 유타주 데드호스 포인트에서의 콜로라도강 계곡. 윗쪽 화살표는 1천만 년, 아래 화살표는 2천만 년의 시간 간격 추정하고 있다. 1천만 년, 2천만 년의 연대 차이에도 불구하고 평행하게 퇴적되어 있는 모습과 아래에 콜로라도 강에 의해서 불규칙하게 침식당하고 있는 계곡의 모습이 극명하게 대비된다.
(다음에 계속됩니다)
출처 - 창조지, 제 136호 [2003. 4~6], Origins 15(2):75-92, 1988.
번역 - 미디어위원회
링크 - https://www.grisda.org/origins-15075