지질 연대를 왜곡하고 있는 가정들 : 세속적 지질학자도 동일과정설의 가정은 의심스럽다고 말한다.

미디어위원회

2023-09-21

지질 연대를 왜곡하고 있는 가정들

: 세속적 지질학자도 동일과정설의 가정은 의심스럽다고 말한다.

(Assumptions Distort Geological Dating)

David F. Coppedge

주요 지질학 저널에서 지질학자들은 그들의 연대측정 방법이 의심스러운 가정들에 의존하고 있음을 인정하고 있었다.

권위 있는 미국지구물리학회(American Geophysical Union, AGU)의 지질학자들은 증명할 수 없는 가정(assumptions)들이 종종 암석 지층의 연대측정 방법에 사용되고 있다는 것을 인정하고 있었다. 이들의 논문은 Geophysical Research Letters 지에 실린 공개된(Open Access) 논문이므로, 누구나 자유롭게 확인할 수 있다. 이 논문에는 ‘동일과정(uniformity, 균일성)’이라는 가정이 암석의 연대측정에 심각한 부정확성을 초래할 수 있다는 것이다. 특히 비-동일과정적 과정이 고려되지 않는 경우에 그렇다는 것이다.

저자들(Barefoot, Nittrouer, Straub)이 수억 수천만 년의 지질 연대측정 모두에 의문을 제기하는 것으로 해석해서는 안 된다. 저자들이 우려하는 것은 지층 내 퇴적 속도를 내삽(interpolating, 보간)할 때의 정확성이었다. 그러나 과학계에서 합의된 (수억 수천만 년의) 오랜 연대 패러다임(Deep Time paradigm)을 따르지 않는 사람들은 저자들이 설명하는 몇 가지 해석 원칙을 확장하여, 더 많은 가정들에 의문을 제기할 수 있다.

퇴적 과정과 퇴적 지층의 시간해상도(Geophysical Research Letters, 2023. 7. 6). 이 논문의 요약 글에 따르면, 동일과정설(uniformitarianism, 균일론)은 여전히 암석을 해석하는데 자주 사용되고 있다는 것이다. 동일과정설은 19세기 찰스 라이엘(Charles Lyell)이 "현재는 과거의 열쇠(the present is the key to the past)"라는 교리, 즉 (지층의 퇴적과 침식에 걸리는) 현재 속도를 사용하여, 과거 속도를 추론할 수 있다는 가설에서 비롯되었다. 이 원칙은 생물의 진화 속도에 대한 찰스 다윈의 생각, 즉 시간이 지남에 따라, 작은 변화들이 조금씩 천천히 축적되었을 것이라는 생각의 기초이기도 하다.

퇴적암(sedimentary rocks)은 지구 역사에서 사건들 사이에 경과한 시간의 양을 측정하는 데 사용될 수 있다. 연대를 측정할 수 있는 암석층을 찾는 것은 드물기 때문에, 퇴적암의 두께는 경과한 시간에 비례한다는 단순화된 가정(assumption)이 필요하다. 즉, 퇴적물은 비교적 꾸준히 쌓여 왔으며, 간격(gaps)은 해당 기간에 비해 짧았을 것이라는 가정이다. 이러한 접근 방식은 시간 틀에서 사건의 연대를 잘못 지정하고, 기간을 잘못 부풀릴 수 있음을 이 연구는 보여준다. 이러한 편견(bias)은 환경 조건의 한 변화로 인해 퇴적물이 이전보다 더 광범위하게 지형을 가로질러 퇴적되었을 때, 가장 크게 나타날 수 있다. 퇴적물이 국지적으로 퇴적되었을 때는 편견이 두드러지지 않는다. 퇴적암으로부터의 단서와 상황은 과거에 퇴적물이 광범위하게 확장되어 있는지, 또는 국지적으로 쌓여있는지를 밝히는 데 도움이 될 수 있다. 지질학자들은 이러한 증거들을 사용하여, 단순화된 가정(assumptions)이 적용되지 않는 구간을 식별하고, 적절한 보정을 적용할 필요가 있다.

이 요약에서 그들은 동일과정설의 "단순한 가정"(꾸준한 퇴적)이 해석을 편향시킬 수 있으며, 퇴적물의 넓이가 광대할 때 가장 크게 나타날 수 있다고 말했다. 이 점에서 그랜드 캐니언의 많은 지층들은 미국 대륙 전역에 걸쳐 광대한 범위로 확장되어 있으며, 일부 "거대층연속체(megasequences, 메가시퀀스)"들은 다른 대륙까지 이어져 있다는 점에(따라서 커다란 편향이 일어날 수 있음을) 유의해야 한다.

이 논문의 "핵심 포인트"는 다음과 같다:

∙만약 시간에 따른 퇴적물 분산(sediment dispersal)이 변화되고, 장기적 시간 동안으로 그 속도를 내삽한다면, 지층에서 기간(연대)은 잘못 추정될 수 있다.

∙지층에서 오산정(misestimation)은 피할 수 없다. 어떤 것은 퇴적물 분산에 왜곡된 결과를 초래하지만, 어떤 것은 초래하지 않는다.

∙국소적 퇴적의 정도를 나타내는 지질학적 단서는 층서학적 구간을 진단하는데 있어서 상당히 왜곡된 결과를 발생시키는 핵심적인 역할을 한다.

앞서 언급했듯이, 연구팀은 왜곡된 해석을 식별하고 수정할 수 있는 방법이 있다고 믿고 있었다. 그러면서 퇴적물이 국지적이라면, 퇴적 속도에 왜곡이 나타날 가능성은 적다고 믿고 있었다. 하지만 그것이 항상 사실일까?

.모든 국립공원들은 오랜 시간(Deep time)을 가정하고 있다.

이 질문은 중요하다. 왜냐하면, "퇴적암은 고기후, 지각 운동, 지구 생명체의 역사를 재구성하는 데 사용되는 주요 지질학적 자료이기 때문“이라고 연구자들은 말한다. 하지만 시간의 흐름을 추론하는 것은 간단하지 않으며, 실제로 잘못된 가정을 하면, 오류가 발생하기 쉽다.

가장 일반적으로 사용되고 있는 연대 모델은 비교적 꾸준하고(동일하고) 지속적인 퇴적 작용을 가정하여, 연대가 알려진 지표층(marker beds) 사이를 선형적으로 내삽하여(linear interpolate, 선형보간) 연대를 추정한다. 즉, 간격(gaps)은 관심 있는 기간 사이를 비교하기 위해서 짧아야만 하고, 층서학적 기둥에 균일하게 분포해야 한다. 이러한 가정이 맞지 않을 경우라면, 퇴적층의 연대를 설정하는 것은 간단하지 않다.

일부 가정(assumptions)들은 타당하지 않지만, "연대가 알려져 있다는 지표층(marker beds)"으로 인해 신뢰가 유지된다. 이러한 지표층의 연대측정에는 어떤 가정들이 적용되었을까? 이것은 그들이 생각하는 것보다 더 중요한 문제이다. "시기와 기간의 문제는 지구 역사에서 많은 중요한 사건들을 해석하는 데 있어서 핵심적인 문제이다"라고 그들은 말한다. 따라서 가정들을 아는 것은 결론의 신뢰성을 평가하는 데 매우 중요하다.

시간 인플레이션

저자들은 이미 동일과정설(uniformitarianism)의 기초 가정들이 "지속됐던 시기를 잘못 부풀릴 수 있다"고 말했다. 따라서 시간 팽창(time dilation)은 우주론의 상대성 이론에서 나타날 수 있을 뿐만 아니라, 지질학에서도 동일과정설적 가정들로 인해서 나타날 수 있다! 일부 암석 지층들은 동일과정설 지질학자들이 생각하고 있는 것보다 더 젊을 수 있다.

연속된 지층 순서(sequence)에서 연대를 심각하게 왜곡할 수 있는 한 가지는 퇴적의 단절, 즉 불연속성(discontinuity), 또는 부정합(unconformity)이다.

사람들은 어떤 원인으로 인해, 어떤 기간 동안 층서학적 기록에 간격이 생기는 것을 지칭하기 위해 "부정합(unconformity)"이라는 용어를 사용하고 있다. 퇴적물 분지를 침식하거나, 퇴적이 차단된 환경적 경계 상황(예: 해수면, 지각 융기)에서 다른 곳에서 현재 위치로 이동해 온(allogenic) 퇴적은 지층 기둥에 부정합을 남긴다. 지질 분지 내에서 내부 퇴적물의 이동(autogenic) 동력학은 분지의 일부 지역에 침식과 퇴적에 초점을 맞추는 반면, 다른 지역에는 퇴적물이 전혀 발생하지 않는다(Davies & Shillito, 2021; Ganti et al., 2011; Straub & Foreman, 2018; Straub et al., 2009). 그 결과, 주어진 층서학적 기둥에 대한 지질학적 시간은 선형적으로(linearly) 진행되지 않는다. 대신, 정지상태 및 침식 기간이 폭발적인 퇴적물의 퇴적과 함께 산재되어 있다(Paola et al., 2018; Schumer et al., 2011; Tipper, 2015).

따라서 ”현재는 과거에 대한 열쇠가 아니다.“ 그것은 동일과정설(uniformitarianism)을 훼손하는 것이다. 그것은 한 지질학자가 연구하는 한 지층순서에만 적용될 수 있는 것이 아니다. 항상 동일한 퇴적을 가정하고 연구하는 연구자들은 그 가정이 신뢰할 수 있는 것이라고 말할 수 없다. 현장에서 이런 일이 얼마나 자주 발생할까?

연대가 알려진 지층은 흔하지 않기 때문에, 퇴적층에서 누락된 연대 구간을 설명하기 위해 연대 모델을 보정하는 것은 어렵다. 다른 정보가 없는 경우, 기본 접근 방식은 알려진 연대의 지층 사이에서 선형적으로 내삽하는 것인데, 이는 본질적으로 지층 사이의 퇴적물 축적 속도가 지속적이고 일정했다는 가정하에 이루어진다(Abels et al., 2010; Jarochowska et al., 2020; Westerhold et al., 2009; Wilf et al., 2003).

"잃어버린 시간의 구간(sections of missing time)"이라는 문구는 그랜드 캐니언(Grand Canyon)의 지층 다이어그램을 떠올리게 한다. 그곳에서 세속적 지질학자들은 각각 수천만 년 동안 지속됐던, 최소 4개의 주요 불연속성이 있다고 주장한다. AGU 논문을 계속 읽어보면서 이 다이어그램에 대해 생각해 보라 :

.당신이 진화론적 시간 틀을 믿기 위해서는, 여러 번의 거대한 시간 간격(time gaps)을 받아들여야만 한다.

대부분의 지질학자들은 이들 불연속성(부정합)이 오랫동안 지속됐고, 드물었다고 가정하고 있는데, 저자들은 이것에 대해 논의하고 있었다. 그러나 그들은 이것이 정당하다고 말하는 것처럼 보인다.

우리는 지층에서 기록되지 않은 시간의 길이를 직접 측정할 수 있는 능력이 없기 때문에, 동일하고 지속적인 퇴적이 있었을 것이라는 가정(assumptions)은 과거의 기후, 지질구조, 생물 진화의 시기와 속도를 추정하는 실용적인 수단으로 남아있을 것이다. 그러나 a)이 가정들이 지질학적 시간의 재구성에 미치는 영향을 정량화하고, b)이러한 영향을 완화시킬 수 있는 방법을 조사하는 것이 필수적이다.

이상과 현실

이 논문의 대부분은 퇴적층의 시간 팽창(time dilation)을 평가하기 위한 모델을 만들기 위해 수행한 실험에 대해 설명하고 있었다. 연구자들은 한 분지에서 홍수로 퇴적물이 다양한 속도로 채워지는 것을 관찰하면서, 해당 지역의 퇴적 정도(extent of deposition)를 평가했다. 하지만 이러한 "이상적인" 실험이 광대한(대륙을 횡단하는) 넓이로 퇴적되어 있는 지구상의 실제 퇴적지층에도 적용될 수 있을까?

우리의 모든 실험(양성, 음성, 대조군)에서 선형 시간 내삽(linear time interpolation)이 관심 사건의 내삽되는 시간 척도에 비해 짧을 때, 겉보기 시간 팽창(apparent time dilation)을 만들어내는 것이 관찰되었다.... 실제 사건이 지속됐던 시간에 대한 겉보기 시간에 대한 의존성은 더 짧은 시간 창이 측정될수록, 겉보기 퇴적률이 증가하는 새들러 효과(Sadler effect, Sadler & Strauss, 1990)의 결과이다. 즉, 지층 기둥에는 불완전하고, 감지할 수 없는 간격들이 많기 때문에, 이러한 팽창과 압축이 예상된다.

그렇다면 짧고 거대한 대격변이 발생하면, 더 많은 시간 팽창(time dilation)이 발생할 수 있지 않을까? 지질학자는 한 광대한 퇴적지층이(예로 그랜드 캐니언에 노출되어있는 광대한 퇴적층이) 수백만 년이 걸렸을 것이라고 가정할 수 있지만, 실제로는 빠르게 형성되었을 수도 있는 것이다.

대조 실험과 홍수 넓이를 다룬 실험 사이에는 차이가 있다. 양성 전이부(positive transitions, 홍수 강화)에서 명백한 시간 팽창은 대조 실험의 시간 팽창을 초과했다(모든 처리 수준에서 90% 이상의 확률로, 그림 3). 즉, 홍수가 심해진 시간 간격 동안에는 조건이 변하지 않은 비슷한 시간 간격보다 퇴적물 패키지가 평균적으로 더 두꺼웠다. 선형 연대 모델(linear age model)을 적용하여 양성 홍수 전이부 사건의 기간을 재구성하면, 실제 경과 시간을 30%까지 과대 추정할 수 있다. 이 효과는 새들러 효과만으로는 예상할 수 없는 수준이었다.

분명히 그들은 단시간에 엄청난 양의 퇴적물이 지표면에 쏟아지는 격변적인 홍수 모델을 테스트할 수 없었다. 만약 그랬다면, 아마도 과대평가 추정치가 30%보다 훨씬 더 커졌을 것이다.

우리의 실험은 퇴적물 퇴적 패턴의 일시적인 변화가 결과물인 지층 기둥의 완전성을 변화시킬 수 있음을 보여주었다. 이러한 상황에서 연대가 측정된 수평층 사이에 선형적 시간 축적을 가정하면, 지질학적 사건이 지층 기둥에서 너무 일찍 시작되어, 실제보다 더 긴 시간 간격에 걸쳐 전개되는 것처럼 보인다. 이러한 시간 팽창 효과는 특히 퇴적 시스템의 내생적(autogenic) 동력학에 비해, 갑작스러운 사건일 때 두드러지게 나타난다.

창세기에 묘사된 전 지구적 홍수가 갑작스럽게 시작된 후, 짧은 기간 동안 막대한 퇴적물이 퇴적되는 조건이 바로 이런 경우이다. 이러한 조건에서 시간 팽창은 극적으로 일어날 수 있다. 지질학자들은 홍수가 수백만 년 전에 시작되어 오랫동안 지속되었다고 생각할 수 있지만, 실제로는 대격변적이었고, 광범위한 사건이었다.

시간 팽창

저자들은 장구한 시간으로 합의되어 있는 몇 가지 사건들에서 "실질적으로 시간이 팽창될 수 있었던" 사례로, 고생대-에오세 열 최대기(Paleocene-Eocene Thermal Maximum, PETM, 5천5백만 년 전으로 추정)와 슈람 아노말리(Shuram carbon isotope excursion, CIE, 약 5억7천만 년 전으로 추정)에 대해 논의하고 있었다. 그들은 이러한 사건들의 연대를 결정하기가 매우 어렵다는 것을 인정하고 있었다. 그들은 그랜드 캐니언(Grand Canyon), 수로가 나있는 화산용암지대(Channeled Scablands), 또는 기타 빠른 격변적 조건의 다른 장소들에 대해서는 논의하지 않고 있었다.

여기서 우리가 기술한 영향은 다른 퇴적 환경의 퇴적물 기록에 거의 확실하게 숨어 있다. 그곳에서는 지구 역사의 주요 사건들의 연대기를 확립하기 위해서, 생물학적 및 지화학적 대용품(proxies)들이 사용되고 있다. 시간 왜곡(time distortion)을 나타낼 수 있는 일련의 퇴적학적 및 지질학적 배경 단서들은 퇴적분지와 퇴적 환경에 따라 다를 수 있다. 그럼에도 불구하고, 우리의 실험은 이러한 상황에서 앞으로 나아갈 방법을 제시한다. 퇴적물의 퇴적이 작은 지역에 집중되어 있거나, 퇴적시스템 전체에 광범위하게 퍼져 있는 사건을 구분해야 한다는 것이다.

일반적인 규칙은 시간 팽창이 실제로 존재한다는 것이다. 연구팀이 발견한 시간 팽창의 원인 중 일부가 유일한 원인은 아닐 수 있다.

우리의 실험은 퇴적물 퇴적 패턴을 국지적 퇴적에서 광범위한 퇴적으로 변화시켰던 환경 변화가 지질학적 시간의 보존을 왜곡할 가능성이 있다는 일반적인 규칙을 제시한다. 그러나 이것이 퇴적 과정의 변화가 지층의 시간적 해상도에 영향을 미치는 유일한 방법 또는 가장 중요한 방법일 필요는 없다. 중요한 것은 퇴적물 퇴적 패턴과 층서학자들이 고환경의 역사를 재구성하는 데 사용하는 생지화학적 지표(biogeochemical markers) 사이에도 피드백과 상호작용이 존재한다는 점이다. 한 공통 원인으로 인한 여러 다른 효과들을 밝혀내는 것은 여전히 어려운 과제이다(Holland, 2016; Peters, 2005, 2006). 예를 들어 해수면의 한 변화(Davies et al., 2009)는 지층에서 한 화석의 마지막 발생과 일치할 수 있으며, 해수면 상승 자체도 퇴적물 국지화(localization)에 영향을 미친다.

저자들은 자신들의 실험이 지층에서 시간 팽창을 초래할 수 있는 조건을 해석하는 '틀'을 제공하고 있다고 자랑하며 글을 마무리하고 있었다. 그러나 현실적으로 제한된 공간에서 수행된 실험은 전 지구적인 범위의 조건을 재현할 수 없다. 지구상의 광대한 넓이로 두텁게 쌓여있는 퇴적물을 살펴보고, 그 퇴적물이 어떻게 생겨났는지 이해하려는 사람이라면, 이 경고를 심각하게 받아들여야 한다. 오랜 시간(Deep time)을 가정해서는 안 된다.

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홍수 지질학자들은 이것을 기억해두라! 이들 세속적 저자들은 오랜 시간(Deep Time)에 대해 의문을 제기하지는 않았지만, 수억 수천만 년이라는 합의된 믿음의 근간이 되고 있는 가정(assumptions)의 문제점을 폭로하고 있다는 것이다. 전 지구적 대격변이라는 독특한 상황이 우리가 관찰하고 있는 퇴적지층과 화석들에 영향을 미쳤다면, 과학적으로나 경험적으로 장구한 시간이 걸렸을 것이라고 결론을 내릴 아무런 이유가 없다.

.그랜드 캐니언의 여러 지점에 접혀져(습곡되어) 있는 지층의 예. <Photos by David Coppedge>.

창세기 홍수(Genesis Flood)는 갑작스러운 시작, 입자 무게에 따른 분류 퇴적(사암층, 셰일, 석회암층 등), 홍수 기간 동안 퇴적 속도와 강도의 요동, 해수면의 상승과 하강, 그리고 지구 전체에 걸쳐 수십억 개의 동식물 화석들의 형성을 수반했다. 추가적으로 1)퇴적지층들이 부드럽게 휘어져 있는 극적인 습곡 현상(이는 퇴적지층이 암석화되지 않고 아직 유연했음을 가리킨다), 2)퇴적지층을 통해 끝까지 이어지는(간격으로 잘려지지 않는) 단층선들, 3)지질학자들이 수백 수천만 년의 간격이 발생했다고 가정하고 있는 두 지층 사이의 매끄럽고 평탄한 접촉면들(이는 다음 지층이 오랜 시간의 간격 없이 뒤이어 즉시 퇴적되었음을 가리킨다), 4)대부정합(Great Unconformity) 위에 장거리를 이동해 온 커다란 거력들, 5)생물교란 없이 바다생물과 육상생물이 뒤섞여 있는 화석묘지들, 6)대륙을 횡단하는 넓이로 쌓여져 있는 광대한 퇴적물들, 7)전 세계 대륙에서 발견되는 유사한 지층들의 거대층연속체(megasequences) 등이 그 증거이다.

박사 학위를 가진 홍수지질학자들은 이러한 증거들과 그 밖의 여러 전 지구적 대격변의 증거들을 매년 논의하고 있다. 빅 사이언스(Big Science)와 빅 미디어(Big Media)가 그들의 주장에 대한 사상 검열을 하지 않았다면, 그들이 제시하는 증거들은 충분한 고려를 받았을 것이다. 그러나 다윈의 진화론이 무너질 때까지, 이러한 증거들은 진지하게 받아들여지지 않을 것이다. 왜냐하면 진화론의 마술 같은 공상적 주장이 그럴듯하게 보이기 위해서는, 수십억 년의 시간이 반드시 필요하기 때문이다.

테리 모텐슨(Terry Mortenson)의 책 '커다란 전환점(The Great Turning Point)'을 읽어보라. 이 책은 18세기 말과 19세기 초 지질학의 역사를 이야기하며, 동일과정론자들이 "모세로부터 과학을 제거"하기 위해 지질학을 장악했던 시점을 폭로하고 있다. 모텐슨은 화석과 암석 기록을 전 지구적 홍수로 해석한 유명한 홍수지질학자들의 전기를 제공하고 있다. 찰스 라이엘(Charles Lyell)의 패거리들은 학계의 지질학 분야를 장악하고, 홍수지질학자들을 몰아내는 데 성공하여, 느리고 점진적인 변화가 축적되어 무기물 분자에서 인간으로 진화했다는 다윈의 견해에 길을 열어주었다. 신격변론(neo-catastrophism)이 등장하여 동일과정설적 가정들에 의문을 제기하는 데에는 한 세기가 훨씬 넘게 걸렸다. 하지만 신격변론조차도 다윈주의 진화론의 기생충인 오랜 시간 패러다임을 무너뜨리기에는 충분하지 않았다.

*참조 : 동일과정설

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