암염 형성의 기원에 대한 마그마 모델

미디어위원회
2021-03-02

암염 형성의 기원에 대한 마그마 모델
(A magmatic model for the origin of large salt formations)

Stef Heerema


      전 세계의 모든 대륙에서 거대한 암염(rock salt, halite) 지층이 발견된다. 석유와 천연가스는 종종 소금 퇴적물(salt deposits)과 관련이 있는데, 지하의 주된 염체(salt body) 위로 수 km 높이로 올라갈 수 있다. 이 소금 퇴적물은 바닷물의 증발(evaporation of sea water)에 의해 형성된 것으로 간주되기 때문에, 일반적으로 "증발잔류암(evaporites)"이라고 불린다. 증발잔류암 모델은 수 km 깊이의 바닷물이 증발되어야 하는데, 이는 성경의 시간 틀보다 훨씬 긴 장구한 시간을 필요로 한다. 결과적으로 증발잔류암은 젊은 지구 지질학을 반대하는 논거로 사용되어 왔다. 그러나 증발잔류암 모델은 소금 퇴적물의 두께, 부피, 구조, 순도를 설명하기에는 매우 미흡하며, 커다란 문제점들을 갖고 있다. 좀 더 가능성 있는 모델은 화성 암염 마그마(igneous halite magma) 활동에 의한 생성물로 간주하는 모델이다. 높은 지질학적 온도에서 용융된 소금 마그마는 쉽게 흐르며, 석탄, 석유, 가스 저장고와 소금 퇴적물과의 연관성을 설명할 수 있다. 이러한 마그마 활동에 의한 암염 형성은 현대의 탄자니아 북부의 그레이트 리프트 밸리(Great Rift Valley, 대지구대, 대열곡) 내에 올도이뇨 렝가이 화산(Ol Doinyo Lengay volcano)에서 발견될 수 있다. 마그마 모델에서 거대한 소금 지층은 화성 과정(igneous processes)에 의해 빠르게 형성될 수 있으며, 이 메커니즘은 성경의 시간 틀과 일치될 수 있다. 


전 세계의 소금 지층

암염지층은 전 세계의 모든 대륙에서 발견된다. 그것들은 땅속 깊이로 확장되어 있다. 유럽에서 페름기의 제크스타인 퇴적층(Zechstein deposit), 미국에서 쥐라기의 걸프해안 퇴적층(Gulf Coast deposit), 중동에서 미오세의 홍해와 페르시아만 퇴적층(Red Sea and Persian Gulf deposits) 등과 같이 잘 알려진 퇴적물에는 소금 기둥(salt pillars)들이 있어, 염체 상단에서 4㎞ 가까이 솟아 있다. 석유와 가스는 종종 그러한 소금 퇴적물 아래에서 발견된다.

암염의 구조는 주로 염화나트륨(NaCl 최대 96%)으로 구성되며, 염화칼륨(KCL)과 염화마그네슘(MgCl2)과 같은 다른 염분이 존재한다. 이 부속 염은 주로 가장자리가 아닌, 대규모 암염층의 안쪽 코어 내의 얇은 수평층으로 침전된 상태로 발견된다.[1]

암염의 기원에 대한 일반적인 설명은 바닷물에서 소금이 증발했기 때문으로, 증발잔류암(evaporites)이라는 이름을 붙였다. 증발잔류 모델은 엄청난 깊이의 바닷물을 증발시킬 것을 요구하는데, 이는 성경적 시간 틀보다 훨씬 오랜 장구한 시간을 필요로 하는 과정이다. 결과적으로 증발잔류암은 성경적 시간 틀 및 젊은 지구를 반대하는 논거로 사용되어 왔다.

암염의 기원에 대한 기본 아이디어는 1800년대 후반에 칼 오크세니우스(Karl Ochsenius)에 의해서 개발되었으며, "장벽 이론(barrier theory)"이라고 불린다. 그는 1877년 카스피해(Caspian Sea)에서 증발했던 염분을 추정하면서 이 아이디어를 발전시켰다.[2] 그의 이론은 짠 바닷물 홍수가 모래언덕(sandbank, 모래톱)을 넘어, 크고 얕은 밀폐된 지역으로 흘러들어가서 증발되어 형성됐다고 설명한다. 모래언덕 뒤의 밀폐된 부분은 태양에 의해 가열되어, 바닷물은 증발했고, 소금이 퇴적되었다는 것이다. 얕은 바다는 강우량보다 증발량이 더 많았던, 햇빛 일조량이 많았던 지역에 위치했었음에 틀림없다는 것이다.

1960년대 이후 그리고 최근까지, 많은 지질학자들은 "증발잔류암"이 밀물-썰물이 일어나는 평탄한 환경에서 형성됐을 것이라고 확신했다.[3] 그러나 10km나 되는 두께의 소금 퇴적물이 만들어지려면, 바닷물의 홍수와 증발 과정은 수천 수만 번 반복됐어야 했을 것이다. 그래서 오늘날 이러한 태양 증발에 의한 암염의 기원은 매우 논란이 되고 있다.[4, 5] 다른 메커니즘으로 열수 증발(hydrothermal water evaporation)이 제안되었지만, 그것은 거대한 크기의 육괴(massif, 陸塊, 단층이나 습곡으로 구분되어 있는 암체)를 설명하지 못한다. 따라서 태양 증발에 의한 기원은 많은 문제점들이 있지만, 여전히 학생들에게 가르쳐지고 있으며, 소금 광산을 방문한 관광객들에게 설명되고 있다.

그러나 태양 증발에 의한 형성 이론은 거대한 소금 지층을 설명하는 데에 심각한 문제점들을 갖고 있다 :

1. 1km 두께의 소금 퇴적물이 형성되려면, 60km 깊이의 바닷물이 증발되어야 한다.[6]

2. 소금 지층은 모래에 의한 오염(혼합)이 일어났을 것이다. 태양 증발 이론은 장기간 지속적으로 건조한 날씨와 함께, 모래언덕(모래톱)을 필요로 하는데, 이는 서로 모순된다. 모래톱을 만드는 과정은 소금 증발 구역 안으로 많은 모래를 도입했을 것이다.

3. 소금 지층은 바다생물의 오염(혼합)이 일어났을 것이다. 엄청난 량의 바닷물이 증발 구역 안으로 끊임없이 범람하고 들어올 때, 바다생물들도 함께 들어왔을 것이다.

4. 바닷물이 증발하려면 일조량이 많고, 강수량이 적은 지역에 위치해야만 한다. 그러나 소금 퇴적물은 전 세계적으로 분포하고 있으며, 그러한 결과를 얻기 위해 필요한 기간 동안 적도 근처에 있었다는 생각과 모순된다.


소금 지층의 화성(igneous) 기원

제임스 허튼(James Hutton)은 소금 지층의 기원에 대해 다른 견해를 갖고 있었다. 그는 1774년 체셔(Cheshire, 영국)의 한 소금 광산에서 동심원(concentric circles)을 확인하고, 다음과 같은 결론을 내렸다. "용액과 증발 작용에서 단지 용해물의 유동성만을 볼 수 있을 것이라는 생각은 헛된 일이다."[7]

소금 지층의 기원에 대한 이러한 화성학적 기원은 증거들을 잘 설명할 수 있다 :

1. 소금을 용융시켜 '소금 마그마(salt magma)'를 만드는 데 필요한 온도는, 층서 기록에서 흔히 볼 수 있는, 규산질 마그마(silica magmas)를 만들었던 마그마 온도 범위 내에 있다. 소금 퇴적물에서 발견되는 일반적인 소금의 용해 온도는 표 1에 제시되어 있다.[1]

     

표 1. 소금 지층에서 발견되는 광물들의 용융점 및 비등점(from ref.11). (ND = Not determined).

2. 녹은 NaCl은 물처럼 쉽게 흐른다.(850°C에서 NaCl의 점도는 1.29 MPas, 비교해서 20°C에서 물의 점도는 1.00 MPas). 따라서 소금 마그마는 가장 낮은 지역으로 밀려들 것이다.[8] 밀도가 높기 때문에, 있던 물을 대체할 것이고, 그것을 끓게 만들 것이다. 끓는 물은 소금 지층 주위에 경석고(anhydrite, 무수석고, CaSO4)와 방해석(calcite, 석회암의 일종, CaCO3)과 같은, 일반적인 부속 침전물(증발잔류광물)을 생성할 것이다.[9] 다음 번 분출은 이 경석고와 방해석 퇴적물을 덮을 것이고, 다시 물속으로 흘러들어가, 끓게 만들 것이다. 이 과정은 여러 번 반복될 수 있다. 게다가, 주변의 바닷물은 때때로 소금층 내에서 발견되는 바다생물 화석의 출처가 될 수 있다. 물론, 대부분의 바다생물 화석(바다조류와 동물성 플랑크톤)은 경석고와 방해석 퇴적물 안에서 발견될 것이다.

3. 규산질 마그마가 층층이 화성 관입(igneous intrusions)을 일으킬 수 있다는 것은 잘 알려져 있다. 마찬가지로, 배치 후 소금 마그마의 결정화와 냉각은 지층에서 발견되는 것처럼, 침전물 코어 내에 다른 소금을 층으로 분리시키는 원인이 될 것이다. 낮은 점도의 소금 마그마는 대류(convection)에 의한 열 손실을 촉진할 것이고, 이것은 NaCl이 먼저 고체화되도록 하는 원인이 될 것이고, 낮은 융점(melting point)을 갖는 소금은 뒤따르게 될 것이다. 때때로 이 결정화 과정은 마그마성 소금 관입의 새로운 맥동에 의해서 중단되었다.

4. 그레이트 리프트 밸리(Great Rift Valley)는 그림 1과 같이, 서남아시아의 시리아 북부에서 사해와 홍해를 거쳐 동아프리카의 모잠비크 중심부 안으로, 대륙 지각이 갈라진 결과로서 형성된, 6,000km 길이의 열곡(rift valley, 두 개의 평행한 단층에 둘러싸인 좁고 긴 계곡)이다. 이 균열 계곡에서는 여러 개의 활화산들이 있으며, 각각 10km와 5km 두께의 사해 지층(Dead Sea formations)과 다나킬 지층(Danakil formations)과 같은 여러 소금 육괴(salt massifs, 덩어리)가 형성되어 있다. 이러한 소금 육괴들의 위치를 볼 때, 이것들은 화산 기원을 갖고 있는 것이 분명해 보인다.[10]

그림 1. 세계의 주요 소금 지층.(from ref. 9). 아프리카의 그레이트 리프트 밸리(Great Rift Valley)의 위치도 함께 표시하였다.

5. 비록 소금 마그마의 기원이 이 시점(단계)까지 알려져 있지 않지만, 그것은 지구의 지각 안쪽 깊은 곳에서 유래되었을 것이다. 마그마에 의한 소금 형성에 대한 현대적인 유사 사례는 그레이트 리프트 밸리 내의 탄자니아 북부에 있는 올도이뇨 렝가이 화산(Ol Doinyo Lengay volcano)에서 볼 수 있다.[8] 이 화산으로부터 나오는 특이한 검은색의 나트로탄산질 용암(natrocarbonatite lavas)은 비교적 낮은 온도(~510℃)에서 분출하며, 규산질 용암보다 훨씬 더 유동적이다.

6. 용융된 소금 흐름의 표면이 물에 닿으면 빠르게 굳어 불침투성 지각이 된다. 소금 마그마의 흐름에 의해 넘친 계곡에(또는 물밑에) 퇴적된 생물과 식물들은 산소가 없을 때, 석탄, 석유, 천연가스로 변할 것이다. 불침투성 소금 층은 생성된 가스와 액체를 저장할 수 있는 밀폐 층을 형성할 수 있다. 근처의 석회 및 무수석회 내에 포함된 유기물질은 석탄, 석유 및 가스로도 변할 수 있지만, 낮은 온도에서는 더 느리게 진행된다. 이러한 소금 지층의 마그마 기원은 전 세계에서 발견되는 소금 퇴적물과 관련되어 석탄, 석유, 가스 매장량 사이의 연관성을 설명해줄 수 있다.


원래 소금의 퇴적 후 속성작용

고체 소금이 식으면서, 소금 지층의 수축은 변형과 단층들을 만들 것이다. 게다가, 소금 퇴적물은 주변 암석의 구조적 이동에 의해서 쉽게 변형된다. 실제로 소금의 온도가 높을수록, 변형에 대한 저항력은 떨어진다.

다나킬 사막(Danakil Desert)의 소금 퇴적물은 또 다른 형태의 속성작용(diagenesis, 퇴적물이 고화되기 전까지 받는 일련의 물리 화학적 변화 과정)을 보여주고 있다. 이 사막의 표면은 해수면 보다 120m 낮다. 소금 지층은 지하수를 압박하여, 5㎞ 두께의 소금 지층 여러 곳에 단층과 갈라진 틈을 통해서 흐름을 만들었다. 지하수와 소금 퇴적물 사이의 상호작용으로 표면에는 뜨거운 열수 소금물로서 나타났다.


결론

전 세계에서 발견되는 거대한 소금 퇴적물은 오랜 시간 동안 바닷물이 증발한 결과물이 아니다. 오히려 퇴적물은 800°C 이상의 온도에서 녹은 마그마처럼 발달되어 있다. 태양 증발 모델은 성경적 시간 틀보다 훨씬 오랜 시간을 필요로 한다. 그리고 수백 ㎞ 깊이의 바닷물이 증발하여 소금 퇴적물이 형성됐다는 생각은, 소금 퇴적물의 두께, 부피, 구조, 순도를 설명하기에는 전혀 부적절하다. 반면에, 대량의 용융된 소금 마그마의 생성으로 인한 소금층의 형성 모델은 그러한 증거들을 설명할 수 있다. 게다가 마그마 모델은 성경적 시간 틀과 젊은 지구와 일치하는 메커니즘으로, 화성 과정에 의해서 거대한 소금 지층이 빠르게 발달될 수 있음을 보여준다.



References
1. Geluk, M.C., Paar, W.A. and Fokker, P.A., Salt; in: Geology of the Netherlands, pp. 283–94, 2007; <www.knaw.nl/publicaties/pdf/20011075-17.pdf>, accessed 8 April 2009.
2. Natriumchlorid [Sodium chloride]; in: Ullmans Encyklopädie der Technischen Chemie [Ullman’ Encyclopedia of Technical Chemistry], 4th revised and extended edition, vol. 17, Verlag Chemie, Weinheim, Germany, p. 181, 1979.
3. Melvin, J.L, (Ed.), Evaporites, Petroleum and Mineral Resources—Developments in Sedimentology 50, Elsevier Science Publishers, Amsterdam, p. 184, 1991.
4. Kendall, A.C. and Harwood, G.M., Marine evaporites: arid shorelines and basins; in: Reading, H.G. (Ed.), Sedimentary Environments, Processes, Facies and Stratigraphy, Blackwell Science, Oxford, UK, pp. 281–24, 2002.
5. Evaporites could form without evaporation (Talk.Origins), <creationwiki.org/Evaporites_could_form_without_evaporation_(Talk.Origins)>; accessed 16 September 2009.
6. Given the current salt content of sea water (3.5 % by weight) and a specific gravity of NaCl (2,162 kg/m3). See Ullman’ Encyclopedia of Technical Chemistry, ref. 2, p. 180.
7. James Hutton, Theory of the Earth, 1788, The Geological Society Publishing House, Bath, UK, p. 29, 1997.
8. The name of this unique volcano means “ountain of God”in the local language, and is still active. It produces natrocarbonatite lava, which is rich in the rare sodium and potassium carbonate minerals, nyerereite(Na2Ca(CO3)2) and gregoryite (Na2K2Ca(CO3)). The origin of the lava is unknown. The volume of lava is relatively small compared with the volume of haline magma that formed the huge salt deposits around the world.
9. Warren, J.K., Evaporites—Sediments, Resources and Hydrocarbons, Springer, Dordrecht, The Netherlands, p. 44, 2006.
10. 창세기 19:23~28절에 있는 소돔과 고모라의 파괴는 소금 분출(salt eruption)에 대한 목격담으로 해석될 수 있다. 창세기에 기술된 사건은 10km 깊이의 소금 퇴적물을 만들어내기에는 불충분했지만, 이 사건은 아마도 그레이트 리프트 밸리의 북쪽 방향으로 팽창이나 여파와 같은 어떤 것이었을 수 있다.
11. Ullman’, ref. 2, p. 180. 

*Stef Heerema received a Bachelor of aircraft engineering in the Netherlands. He was involved in the installation of a salt bath for heat treatment as well as being a sales representative for steam installations. Later he was posted to the UK with Urenco (uranium enrichment). With his consultancy, he investigated the feasibility of new salt mine. He lectures on the topic of salt formations and has written a book, The Revolution Theory, which shows that the salt pillars around the world can be explained by the interaction of a melted salt magma with the waters of the worldwide Flood.


*참조 : 소금 퇴적층은 홍수 전 판게아를 확증한다.
http://creation.kr/Catastrophic/?idx=4199968&bmode=view

소금의 바다 : 젊은 지구의 증거
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지구 바다의 나이가 30억 년이라면, 바다에 소금의 량이 너무도 적다.
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지질학적 과정은 빠르게 일어날 수 있다 : 해저 화산폭발, 사해 소금축적, 지열, 절벽붕괴
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세계적으로 육지 깊숙한 곳이나 높은 산 위에 염호(鹽湖)가 존재하는데 이는 노아 홍수와 어떤 관계가 있습니까?
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가장 오래된 염호의 연대는 단지 수천 년에 불과하다.
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출처 : Journal of Creation, 23(3), 2009
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번역 : 미디어위원회



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