석회암 동굴들은 어떻게 형성되었는가?

석회암 동굴들은 어떻게 형성되었는가? 

(Caves for all seasons)


      우리의 행성 지구를 장식하고 있는 모든 경관들 중에서, 단 한 가지는 지표면 아래에서 일어나고 있다. 깊은 석회암(limestone rocks) 내부에는 (높은 산이나 또는 바다 아래에) 지표면과 일종의 대칭되는 모양으로 지하경관, 즉 동굴(caves)들의 세계가 존재한다. 동굴들은 지하수로가 형성되어 있는 거친 석회암 지대인 카르스트(karst) 지형의 일부이다. 카르스트는 아마도 ‘돌(stone)’을 의미하는 고어인 ‘karra’ 에서 유래한 것으로 보인다.

.전형적인 카르스트 간헐천(intermittent karst spring). 약 30 분 동안 물이 초당 최저 50 내지 최고 1,800 리터로 (강우에 따라서) 흘러 나온다. 그 다음 30 분간은 완전히 흐름이 중단되었다가 다시 흐르기 시작한다. 이 현상은 지하 공동(chambers)의 모양과 연결통로의 기하학에 의한 것으로, 물이 배수되려면 어느 높이까지 채워져야 하기 때문이다 (공동과 동굴이 지하 사이픈을 형성한 경우). 프링스 중부 피레네의 퐁떼스토브 샘(Fontaine de Fontestorbes, Central Pyrénées, France).

 

과학적으로 조사된 최초의 카르스트지대(karstland)는 이태리 경계에 가까운 슬로베니아의 ‘크라스(Kras)’ 지역 이었다. 이 지역은 유명한 네덜란드 지도제작자 머카토(Mercator)가1 작성한 중세의 지도(1585)에 ‘카르스티아(Karstia)’라고 표기되어 있다. 오스트리아의 지리학자들은 '크라스(Kras)' 지대를 독일말 식으로 바꾸어 ‘카르스트(Karst)' 라고 불렀고, 이것이 과학용어로 사용되게 되었다. 

나는 소년기부터, 내가 태어난 루마니아의 트랜실바니아(Transylvania) 지방의 다수의 동굴에 매혹되었었다. 이 매혹으로 인해 나는 지질학을 공부하게 되었고, 결국 나의 고국과 세계 여러 곳의 동굴들을 탐험하고 연구하는 과학적인 모험의 생애를 살게 되었다.

무엇이 카르스트를 독특하게 하는가? 카르스트의 지하 하천은 마치 부끄러운 비밀을 숨기듯이 지하를 흐르며, 때로는 1마일(1.6 km) 이상의 깊이와 7 마일(11 km) 이상의 길이가 된다. 빗물은 암석을 침투하여(infiltrates), 천천히 스며들거나, 급속히 흘러, 이 깊고도 어두운 하천에 흘러든다.

그러나 이 빗물은 (석회암을 먹어치우는) 대단한 식욕을 가지고 있다. 빗물에는 탄산가스(CO2)가 녹아있는데, 그로 인해 산성(acidic)이 된다(석회암 위의 토양층이 두꺼울수록 박테리아에 의해 더 많은 CO2가 공급된다). 이 산성 물질은 석회암의 대부분을 구성하는 물질인 단단한 방해석(calcite, calcium carbonate, CaCO3)과 반응하여 석회암을 용해시킨다. 

방해석이 용해되고 나면 그 자리는 텅빈 공간으로 남게 되고, 그 방향은 지하의 물길을 따라 나게 된다. 마치 포식하여 배부른 뱀이 코앞에 있는 먹이에 관심이 없는 것처럼, 방해석으로 포화된 물은 더 이상 석회암을 용해시키지 않으며 흐른다. 그러나 이 흐르는 물들이 큰 공간(동굴)에 다다르면, 이 포화상태의 물에 변화가 일어난다. 물속에 함유된 탄산가스가 쉽게 공기 중으로 빠져나가면서, 녹아있던 방해석(이제는 calcium bicarbonate)은 원래의 결정체 상태로 돌아가게 된다. 

이것이 바로 종유석(stalactites)과 석순(stalagmites)과 같은 점적석(dripstones), 커텐석, 유동석(flowstones) 등을 (통칭해서 동굴암석(speleothems)) 빠르게 형성한다. 이것들은 동굴속의 어둠을 아름답게 할 뿐 아니라, 동굴을 채우기도 한다. 종종 커다란 공간이 원래의 자체 석회석보다 구조적으로 더 단단한 거의 순수한 방해석으로 완전히 채워진다.

하나의 큰 우발라 (uvala, 다수의 함락공(지호, sinkholes)들이 합병되어서 형성된 움푹한 지형). 작은 많은 함락공(아래 쪽 그림)들이 형성된 위에 평편한 바닥(퇴적물의 침윤에 기인한)을 주목하라. 거기에는 거의 모두에서 가문비나무와 전나무가 자라고 있다 (왜냐하면 함락공에 눈과 빗물이 모이므로). 트루마니아 트랜실바니아(Transylvania), 아프세니 산맥(Apuseni Mts)의 파디스 고원(Padis Plateau)의 발리레아사(Balileasa).

.중력적 카렌(gravitational karren, 경사면에 평행한 주름진 고랑)에 의해 중첩된 구조적 카렌(Tectonic karren, limestone pavement). 스위스 알프스 산맥의 호간트 레인지(Hohgant Range).


이 지하 물줄기는 어디로 가는가? 그 물길은 신비롭게도 미지의 지하로 사라지듯이, 큰 물줄기가 때로는 거대한 규모로 석회암에서 터져 나온다. 그들의 출구는 보통 용천(emergences) 또는 카르스트 샘(karst springs)이라고 불린다.

어떤 용천들은 그 크기가 하도 커서 초당 평균 90 톤의 물을 쏟아내어, 뉴욕시 인구의 두 배 이상에 물을 공급할 수 있을 정도이다. 그리고 홍수 기간에는 초당 500 톤 이상을 분출하기도 한다! 2

카르스트 대수층(Karst aquifers)은 막대한 양의 질 좋은 물을 저장하고 있기 때문에 가뭄 시에 활용할 수 있다. 카르스트의 지하세계는 확실히 대단하지만, 표면의 모습도 지표의 지형과는 다른 모습이다.

석회암으로 포화되지 않은 물은 지표면에서 석회암을 용해하기 시작한다. 이러한 곳은 매우 나이든 사람의 얼굴처럼 보이는데, 불모의 암석이 주름과 같은 홈과 실개천으로 가득하며, 이것은 카렌(karren) 이라고 불리는데, 이것은 큰 지역을 석회암 포장(limestone pavements)으로 덮기도 한다. 함락공(sinkhole)이라고 부르는 (북미 대륙에서 부르는 이름, 유럽에서는 돌리네(dolines)라고 한다) 큰 깔때기 모양의 구덩이가 지표면에 자국을 내고 있다. 이것들이 지표수를 모아 지하 세계로 유도한다.

지표면으로 흐르거나 지하의 물길로 흐르기 전에, 많은 하천들은 아름다운 경관의 협곡들을 형성하며, 어떤 것은 세계에서 가장 아름다운 경관이 되기도 한다. 하천이 일단 지하로 흐르기 시작하면, 막다른 계곡(blind valley)이라고 부르는 절벽 아래에서 자주 사라져 버린다. 하천은 거의 완벽한 대칭을 가지고 저편의 절벽 아래에서 나타나며, 여기에서 막다른 협곡이 다시 시작되는데, 이를 pocket valley라고 부른다. 여기저기에서 지하 하천은 동굴들 또는 수직갱에 의해 표면세계와 연결된다. 

우리는 동굴들이 형성되는 데에 매우 오랜 시간이 걸리는 것으로 들어왔다. 동굴암석들에 대한 많은 방사성동위원소 연대측정치들이 1백만 년 이상으로 결과가 나타나게 된 이후에는 더더욱 그렇다. 그리고 여기에 사용되었던 방사성 연대측정방법들은 정확한 연대치를 산출하였다고 주장되었다. 그러면 어떻게 이 동굴들은 대략 4,500년 전에 발생한 노아의 홍수 이후에 생겨날 수 있었을까? (Human use of caves 을 보라)

우리가 먼저 강조하고 싶은 점은, 그 동안의 많은 노력에도 불구하고 세속의 과학은 (이 경우 karstology) 물이 어떻게 지하 수십 수백 미터에 큰 동굴들을 형성할 수 있었는지에 대하여 적절한 설명을 할 수 없다는 것이다. 석회암을 용해하기 위해서는 물은 산성(acidic)이어야만 한다. 어떻게 물이 계속 산성을 유지하면서 깊은 암석들 안쪽으로 흘러들어 갔을까? 수많은 측정 실험들에 의하면 물이 석회암을 용해하면 지하 10m 만 도달해도 산성이 없어진다.3 따라서 물이 깊은 곳을 흐르기 위해서는, 이미 존재하고 있었던 수로(pre-existing conduits)를 따라 흐를 때에만 가능하다는 것이다.

.매머드 석순(The ‘Mammoths’) : 매우 큰 석순(stalagmites)이 동굴 바닥에서 거의 20 m나 솟아있다. 적색과 갈색은 주로 철 수산화물(iron hydroxides)과 유기물(organic matter)에 의한 것이다. 흰색은 순수한 방해석(calcite)이다. 루마니아 트랜실바니아의 아푸세니 산(Apuseni Mts)에 있는 다니니 동굴(Dârninii Cave).

.관통 동굴(through cave), 즉 하천이 흐르는 자연 터널. 사람들은 우측 바깥에서 작은 구멍을 뚫어 물길을 내고 수백 미터 하류에서도 물이 나오도록 이 동굴을 활용하였다. 고대인들의 중요한 유물들이 이 동굴에서 발견되었다. 프랑스 중부 피레네(Central Pyrénées)에 있는 마스드아질 동굴(The cave Mas d’Azil).


그러나 언제 그리고 어떻게 이들 수로들이 만들어졌을까? 나는 그것이 대홍수 시기에 열수용액(hydrothermal solutions, HTS)에 의한 것이라고 믿고 있다. 이 뜨겁고도 화학적으로 매우 활성인 열수용액은 전 지구적인 융기와 관련되는 지각 및 화산활동으로 인해 깊은 지구 내부에서 솟아 나왔다. 이 열수용액은 엄청난 양의 석회석을 일 년 혹은 더 짧은 기간에 용해시킬 수 있었을 것이다.

이것과 다소 유사한 과정이 미국 뉴멕시코의 칼스바드 동굴(Carlsbad Caverns) 지역에서 기록되었다. 거기에서는 아래의 오일 퇴적물에서부터 만들어진 황화수소(H2S)가 황산(sulfuric acid)을 만들고 이 황산이 석회석을 녹였다. 100만 m3 이상의 지하 동굴을 만드는 데에, 단지 인근 가스전에서 생산되는 H2S의 년간 상업용 생산량의 10% 정도만 있어도 충분하다.4 

홍수 이후 깊은 지하에서 나왔던 열수용액(HTS)는 사라지고, 지표면에서 스며든 물들이 동굴을 흐르면서 동굴의 모습을 변화시키기 시작했다. 우리가 오늘날 보고 측정하는 느린 과정들은 동굴들을 만들었던 과정이 아니다. 그것들은 단지 열수용액이 홍수 때에 급격히 만들어 놓은 동굴에 약간의 손질만을 더했을 뿐이다. 

그러면 방사성 연대측정치는 어떻게 된 것일까? 이들 연대측정은 증명할 수 없는 여러 가정들에 기초하는 것이기 때문에 받아들일 수 없다. 그리고 이들 연대측정치들은 (알려진 연대의 암석과 비교하여) 너무나도 부정확하게 나타나고 있다.5 동굴들에 대한 연대측정을 살펴보면 사정은 더 좋지 않다. 연대측정 방법들은 열수용액(HTS)이 방사성 동위원소들의 이동을 유도했을 중요한 화학적 변화들을 완전히 무시하고 있기 때문에, 오류의 가능성이 매우 크다. 그리고 그들은 종유석, 석순, 다른 동굴암석들이 매우 빠르게 성장하고 있다는 관측 사실들을 간과하고 있다. 이런 관측들의 결과는 방사성 연대측정 결과를 우습게 만들고 있다 (How logic is stretched to accommodate long ages을 보라)

눈이 멀고 색소가 없는 도롱뇽(salamander)의 먼 친척뻘 되는 수생 도마뱀(Proteus anguinus, cave olm). 플라스틱 통에서 번식되었다. 프랑스 중부 피레네(Central Pyrénées)의 아울리그낙 동굴(Aulignac Cave).

 

결론

긴 연대라는 전제를 털어버리고 나면, 동굴에 관한 사실(facts)들은 성경에 기록된 세계의 참된 역사와 놀랍게 일치한다. 동굴들은 기막히게 아름다울 뿐만 아니라, 하나님이 노아 시대에 세계를 물로 심판할 때 있었던 대대적인 물리적 화학적 과정들에 대한 훌륭한 기록인 것이다.


* Emil Silvestru, : 국제적 동굴 탐험가, 지질학박사, 이학석사. 루마니아의 Babes-Bolyai 대학교에서 지질학 박사를 취득하고, Karstology 부교수 역임. 그는 인근의 동굴연구소(Speleological Institute) 소장을 역임하였고, 동굴 지질학에 대한 세계적 권위자이다. Silvestru 박사는 현재 캐나다 Answers in Genesis의 선임과학자 겸 강연자이다.


References and notes

1. Mercator, G., Atlas sive Cosmographicae Meditationes de Fabrica Mundi, Amstelodami, 1606.

2. Ford, D.C. and Williams, P.W., Karst Geomorphology and Hydrology, Chapman and Hall, London, p. 155, 1992.

3. Ref. 2, p. 116. 

4. Hill, C.A., Geology of Carlsbad Caverns and other caves in the Guadelupe Mountains, New Mexico and Texas, New Mexico Bureau of Mines and Mineral Resources Bulletin 117, 1987.

5. Snelling, A., Radioactive ‘dating’ in conflict: fossil wood in ‘ancient’ lava flow yields radiocarbon, Creation 20(1):24–27, 1997; Snelling, A., Dating dilemma: fossil wood in ‘ancient’ sandstone, Creation 21(3):39–41, 1999;  Swenson, K., Radio-dating in rubble, Creation 23(3):23–25, 2001; see also Q&A: Radiometric dating.

 

*참조 : The age of the Jenolan Caves, Australia
http://creationontheweb.com/content/view/6114/

More evidence against so-called paleokarst
http://www.answersingenesis.org/tj/v15/i3/paleokarst.asp

Formation of Hamilton Cave West Virginia
http://creationontheweb.com/images/pdfs/tj/j21_2/j21_2_82-89.pdf

Naracoorte Caves: an archive in the dark
http://creationontheweb.com/images/pdfs/tj/j21_3/j21_3_6-8.pdf



번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.answersingenesis.org/creation/v25/i3/caves.asp 

출처 - Creation 25(3):44–49, June 2003

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=2333

참고 : 4453|4052|4303|4313|944|943|483|2147|2333|756|758|4198



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