의심스러운 동일과정설적 고고도 평가

미디어위원회

2024-05-29

의심스러운 동일과정설적 고고도 평가

(Uniformitarian paleoaltimetry estimates questionable)

by Michael J. Oard

암석과 화석에 기초한 고환경(paleoenvironments)에 대한 결론은 종종 빈약하다. 과학자들은 지역적/국소적 고환경을 설명하기 위해서 '호소(lacustrine, 호수)’, ‘해성(marine, 바다)’, ‘하성(fluvial, 강)’, ‘심해(deep water)’, ‘천해(shallow water)'와 같은 용어들을 자주 사용한다. 그들은 또한 자신들이 고기후(paleoclimate)를 결정할 수 있다고 주장한다. 이 모든 고환경들에 대한 추론은 거의 보편적으로 엄격한 동일과정설(uniformitarianism)에 의존하고 있다. 바다생물 화석이 해양 환경에서 왔음을 가리킨다는 것과 같은, 일부 고환경적 추론은 맞을 수 있지만, 다른 것들은 과학자들의 가정(assumptions)들에 기초하는 것이며, 우리는 그에 따라 추론을 평가해볼 필요가 있다.[1] 분석은 종종 동일과정설에 의한 고환경 추론에 모순이 있으며, 놀랍게도 현재의 과정을 가정할 때조차 그러하다는 것이다.[2] 이러한 고환경 추론 중 하나는 고고도(paleoaltitude, 古高度)이다.

분석은 종종 동일과정설에 의한 고환경 추론에 모순이 있으며, 놀랍게도 현재의 과정을 가정할 때조차 그러하다.

고고도는 다른 질문들에 답해줄 수 있다

동일과정설 과학자들이 고고도를 결정하고자 하는 주요한 이유 중 하나는 그들의 추정치로부터 더 많은 추론들을 할 수 있다고 믿고 있기 때문이다. 과학자들은 그것들로부터 다음과 같은 많은 것들을 계산할 수 있다고 주장한다 :

▶ 융기의 시기, 메커니즘 및 동력학

▶ 풍화의 결과로서 대기 중 이산화탄소의 변화

▶ 높은 고도가 어떻게 수백만 년 동안 지속될 수 있는지

▶ 고도가 기후에 미치는 영향

▶ 평탄면이 해수면 높이나, 해수면 높이 위에 나 있는지

▶ 깊은 협곡들의 기원.

특히 연구자들은 고고도를 티베트 고원, 남미의 안데스 산맥, 미국 남서부의 로키산맥과 콜로라도 고원에 적용하는 것을 좋아한다. 그들은 콜로라도 고원이 언제 융기했으며, 아직도 동일과정설적 지질학으로 설명되지 않고 있는, 그랜드 캐니언의 기원 시기를 이해하려고 한다.[3]

고고도를 추정하기 위한 많은 방법들

특히 티베트 고원의 융기를 설명하려는 논의에서, 다양한 접근 방식에 기반하여 제안된 고고도들은 명백히 혼란스럽다.

과학자들은 고고도를 추정하기 위해 여러 가지 방법들을 사용해왔다. 이 방법들은 모두 의문투성이이며, 동일과정설적 지질주상도(geological column)를 가정하여 신생대 중기에 대해 0~5 km 범위를 제시하고 있다 : "그들 자신의 편견과 불확실성을 갖고 있는 다양한 기법들은 신생대 중기의 고도 추정치에 대해 0~5 km의 불일치를 나타낸다.“[4] 그들의 편견에는 불완전하거나 선택적인 표본 추출이 포함된다. "최종적으로 우리는 프록시(proxy, 대리 표시자) 데이터의 해석은 불완전하거나 선택적인 표본 추출일 수도 있다고 가정한다."[4]

특히 티베트고원(Tibetan Plateau)의 융기를 설명하려는 논의에서, 다양한 접근 방식의 기반하여 제안된 고고도들은 명백히 혼란스럽다.

티베트고원의 융기

가장 큰 질문은, 티베트고원이 신생대의 어느 시점에서 융기했는가 라는 것이다. 잉걸스(Ingalls et al.) 등은 티베트고원의 융기(uplift)와 준평원화작용(peneplanation)의 역사에 여러 방법들을 적용하였다.[5] 이들은 티베트고원의 라사 테레인(Lhasa Terrane, 암석층)에 대해, 신생대 초기에서 중기에 높은 고도로 융기되었다고 보았다(그림 1). 티베트고원은 여러 개의 일반적으로 동-서 대륙 지형들이 남아시아에 강착(accretion, 부착)되어 형성된 것으로 추정되고 있다. 이것은 신생대 초기에 인도 자체가 이 테레인들 내로 부딪히기 전에, 중생대의 인도판 충돌 동안에 일어났다고 말해지고 있다. 라사 테레인은 히말라야 산맥의 북쪽에 있는 첫 번째 테레인이다. 그러나 일부 연구들은 라사 테레인이 신생대 이전에, 그리고 대륙 충돌 이전에 이미 높았다고 주장한다.[5]

그림 1. 라사 테레인(Lhasa Terrane)을 표시해 놓은, 고도에 따라 색으로 구분된 티베트고원(Tibetan Plateau). <Image: Darekk2, Wikimedia / CC-BY-SA-4.0 (modified)>

연구자들은 고고도를 추정하기 위해서 라사 테레인의 정상부 분지(basins)들에 있는 지층을 자주 사용한다. 이 분지들은 '하천-호수' 퇴적암을 포함하고 있다. 연구자들은 고고도를 측정하기 위해서 고생물학(paleontology), 화분학(palynology, 꽃가루 연구), 이 분지들의 지화학(geochemistry)을 사용해왔다. 룬폴라 분지(Lunpola basin)에는 에오세에서 플라이오세까지 퇴적되었다고 주장되는 4km 두께의 지층이 있다.[6]

고생물학적 및 화분학적 방법

한 가지 방법은 현재 기후 조건을 가정하여, 분지에서 발견된 화석들의 가장 가까운 살아있는 친척(nearest living relatives, NLRs)들이 살아가고 있는 환경과 고도를 사용하는 것이다. 이 방법은 올리고세에 해수면에서 3km 고도에 이르는, 저고도까지의 중간고도를 제공한다.[7] NLR 방법은 의문스러운데, 왜냐하면 세속 과학자들은 추정상 그 시기의 고기후는 따뜻하고 건조했고, 그 지역은 다른 고고도였다고 주장하기 때문이다.

후기 에오세의 해양 유공충(marine foraminifera)이 라사 테레인 북부의 한 분지에서 발견되었다.[8] 유공충은 바다생물이고, 화석은 현재 바다에서 멀리 떨어진 높은 고도에서 발견되었기 때문에, 웨이(Wei) 등은 고대 바다가 에오세 말기에 티베트 고원에 가까웠음을 제안했다. 그래서 그들은 근처에 '히말라야 파미르 해(Himalaya and Pamir Seas)'를 가정하였고, 고고도가 낮았을 때 폭풍에 의해서 유공충들이 내륙으로 날려왔을 것이라고 추정했다. 왜냐하면 많은 연구들은 유공충이 살았던 것으로 추정되는 '시기' 전후에 높은 고도를 가리켰기 때문이었다. 발견자들은 고고도가 낮게 시작하여 빠르게 상승했다고 주장한다.

또한 화분학의 사용은 다른 결과를 가져왔다.[7] 화분(꽃가루) 데이터는 고고도로부터 또는 고기후로부터 수집될 수 있다. 따라서 화분학적 데이터와 고생물학적 데이터는 모호할 수 있다.

지화학적 방법

산소와 수소 동위원소(oxygen and hydrogen isotopes)는 종종 고고도 추정에 사용되지만, 고도에 따른 동위원소 감소와 같은 오늘날의 연관성에 기초하고 있는 것이다. 그러나 과거에는 적용되지 못할 가능성이 높다. 웨이 등은 더 많은 양성 산소동위원소 비율은 에오세 후기 티베트 고원의 낮은 고도를 지지할 수 있으며, 이는 유공충의 증거로부터 강화된다고 주장하였다. 그러나 증발과 속성작용(diagenetic)에 의한 변화로 인해, 1차 동위원소 신호(primary isotope signal)가 바뀔 수 있는 것으로 알려져 있다.[9] 더욱이 오늘날에도 여러 변수들이 동위원소 측정에 영향을 미친다.[10] 그렇게 티베트 고원의 다른 고고도들은 산소동위원소 비율로부터 결과된 것이었다.[11]

최근의 한 보고서는 산소동위원소 비율을 고생물학적 및 고식물학적 표시자(proxy) 데이터와 일치시켜, 에오세에 티베트고원은 낮은 고도(해발 500m 미만)였다고 주장했다.[12] 낮은 고도는 올리고세로 연대가 추정된 야자수, 황금비 나무, 덩굴식물과 같은 열대 고식물상(tropical paleoflora)에 근거한 것이었다.[13] 다른 산소동위원소 결과에 의하면, 에오세에 티베트고원은 현재와 같은 고도인 것으로 나타났다.

봇시운(Botsyun) 등은 높이에 따른 δ18O의 일반적인 감소가 적용되지 않았고, 실제로 에오세 동안 그 비율이 고도에 따라 증가했기 때문에, 이러한 결과는 오류라고 반박했다. 이는 높은 고도를 나타냈던, 이전의 모든 동위원소들에 의한 고고도 결과를 무효화시키는 것이었다. 또한 봇시운 등은 모든 고생대 환경 변화의 복잡성으로 인해, 데이터를 해석하려면 '기후 시뮬레이션'이 필요하다고 주장했다:

"온실 기후 내의 대기 과정의 복잡성과 다양한 고지리학이 결합되어, δ18Oc 데이터를 해석하기 위해서는 전용 기후 시뮬레이션을 사용해야 할 필요성이 강조된다."[14]

물론 기후 시뮬레이션은 특히 초기 조건을 설정할 때, 주관적일 수도 있다. 이 경우 봇시운 등은 신생대 중기에 라사 테레인과 북쪽의 위치 근처에, 산소동위원소 비율에 큰 영향을 미쳤을 고대 바다 '파라테티스해(Paratethys Sea)'가 있었다고 가정하고 있었다. 다른 이들은 봇시운 등의 결과에 이의를 제기하며, "그러나 우리는 모델링과 데이터 비교 모두에서 여러 번의 실패로 인해, 그들의 결론에 결함이 있다고 주장한다"고 말했다.[15]

잉걸스(Ingalls) 등도 봇시운 등의 결과에 이의를 제기하고, 에오세의 티베트 고원이 높았다고 계산하였다. 잉걸스 등은 탄소 및 산소 동위원소뿐만 아니라, 탄산염 군집 동위원소(carbonate clumped isotopes)라는 새로운 온도 표시자(proxy)를 사용했다. 이들은 에오세에 3.1~4.7km의 고고도를 가지며, 이는 봇시운 등의 주장보다 훨씬 높았다. 하지만 이들의 분석은 복잡한 표시자를 사용하며 많은 가정들에 의존하고 있었다.

그러나 한 가지 확실한 것은 최소한 일부 고고도 표시자들은 충돌하고 변덕스러운 결과를 낳는다는 것이다.

그래서 이에 관해서는 상반된 결론을 내리고 있었다. 이전의 연구자들과 마찬가지로, 잉걸스 등도 에오세에 티베트 고원에 대한 이들의 높은 고고도에 대해서는 독단적인 것이다 :

"탄산염 군집 동위원소와 안정 동위원소에 의한 고고도 측정법을 사용해, 북부 라사 테레인의 평균 고도가 에오세 이래로 적어도 해발 3.1km를 초과하고 있다는 사실을 밝혀냈다."[16]

그러나 한 가지 확실한 것은 최소한 일부 고고도 표시자(proxies)들은 서로 충돌하고 변덕스러운 결과를 낳는다는 것이다.

신생대에 높았던 티베트 고원은 준평원화에 어떤 의미를 가지는가?

티베트 고원의 고고도는 티베트 고원의 평탄화(planation)에 있어서 중요하다. 이 평탄한 면적은 약 250만 km2이며, 이어서 수 km 깊이의 협곡들로 잘려졌다. 티베트 고원은 거대 스케일에서 보면 극도로 평탄하다 : "첫 번째 요인과 관련해서, 수십 킬로미터에서 수백 킬로미터에 이르는 긴 파동으로 온건해지지만, 티베트 중부는 극도로 평탄하다(extremely flat)."[17] 잉걸스 등은 윌리엄 모리스 데이비스(William Morris Davis)의 오래된 (지금은 거부된) 용어를 사용하여, 이 티베트 고원을 하나의 준평원(peneplain)이라고 부르고 있는 것은 흥미롭다. 나는 다른 연구자들도 평탄면(planation surfaces)에 대해 글을 쓸 때, 이 오래된 용어를 사용하고 있음을 볼 수 있다.

잉걸스 등은 신생대 초기에 높은 고고도를 주장하고 있기 때문에, 그들은 해수면보다 훨씬 높은 곳에 거대한 평탄면의 형성을 위치시켰다. 다른 연구자들 또한 이 평탄화작용이 높은 고도에서 발생했다고 믿고 있다.[18, 19] 해수면은 일반적으로 평탄면에 대한 '기준면(base level)'이라고 불려왔다.[20] 침식은 궁극적으로 높은 지형을 해수면까지 감소시킬 것이기 때문에, 이것은 오랜 지구 연대 관점에서는 합리적이다. 그러나 평탄한 지표면까지 아래쪽으로 많은 다른 암석들의 국소적 및 지역적 경사면을 설명하는 것은 여전히 어렵다.

고도가 높은 평탄면을 만드는 메커니즘 중 하나는 빙하에 의한 사면평탄화(cryoplanation)이다. 이것은 빙하와 주변 빙하 활동이 평탄한 지표면을 형성할 수 있다는 생각이다. 이 메커니즘은 능선 정상과 같은 국지적 지역에는 적용될 수 있지만, 그러한 낮은 경사도의 지형들은 흩어져 있고 작다.[21] 또한 빙하는 골짜기를 파내지, 옆으로 평탄하게 자르지 않는다.[22] 티베트고원의 또 다른 문제는, 티베트고원은 산들을 제외하고는 결코 빙하가 생기지 않았다는 것이다.[23] 티베트 남동부에 대한 최근의 한 가설은 하천의 침식이 어떻게든 3~4km 깊이의 협곡 내에서 평행한 세 강 사이에서 좁은 평탄면을 형성했다는 것이다.[18, 24] 이것 역시 많은 문제점들을 갖고 있다.[25]

홍수지질학에 의한 해석

대홍수 모델을 적용하면, 히말라야 산맥과 티베트고원은 홍수의 후퇴기(Recessive Stage) 동안에 물 밖으로 솟아올랐다.[26-28] 티베트 고원의 퇴적과 침식은 물속에서 융기되기 전에 발생했을 것이다. 이 때문에 우리는 모호한 고고도 표지자(proxies)들을 예상할 수 있다. 표지자들은 정확한 연대측정이 필요하므로, 일부 문제들은 다양한 연대측정 방법의 부정확성 때문일 수 있다.

평탄화(planation)는 홍수 물이 물러가면서 유출(runoff)되는 동안 수 km 깊이의 퇴적물이 침식되면서 발생했을 가능성이 높다. 동일과정설 과학자들은 피션트랙 열연대측정법(fission track thermochronometry)에 기초하여, 티베트 동부의 한 지역에서 10km의 침식이 일어난 것으로 추정하고 있다.[29] 그러나 이 방법 또한 과거의 지하 온도와 장구한 시간과 같은 동일과정설적 가정들에 기초한 것이다. 티베트 고원의 정상부는 대부분 화성암과 변성암이기 때문에, 이 평탄화작용은 홍수 초기에 '대부정합(Great Unconformity)'의 부분으로 발생했을 수도 있다. 그러나 나는 히말라야 산맥의 기저부에 있는 거대한 역암층의 두께 때문에, 홍수 유출 동안에 평탄화가 일어났다는 것을 선호한다.[30] 융기 및 홍수 유출 동안 물 흐름이 더욱 수로화되면서 평탄면은 깊게 파여졌을 것이다. 단층들은 거의 동시에 발생하여, 깊은 열곡(rifts)들과 분지들을 만들어내었고, 융기된 산들은 고원의 평균 고도보다 높이 올라갔다.

티베트고원에서 밝혀진 모든 지질학적 활동들은 지질주상도를 가정할 경우, 홍수/홍수 후 경계는 신생대 후기임을 가리킨다. 이를 지지하는 티베트고원에서 침식된 암석지층은 3~6km에 달하며[19], 이 고원의 꼭대기에 있는 깊은 분지는 에오세에서 플라이오세까지 4km 두께의 퇴적물이 쌓여져 있다. 이러한 특징들은 신생대 후기에 대규모 침식과 퇴적이 일어났음을 나타내며, 동일과정설적 연대로 신생대 후기에 매우 빠르게 융기되었음을 가리킨다. 만약 신생대 지층들이 홍수 이후에 퇴적된 것이라면, 어떻게 이 엄청난 양의 지질학적 활동이 홍수 이후에 발생할 수 있었는지를 설명해야하는 일이 남겨져있는 것이다.

결론

많은 동일과정설 과학자들은 자신들의 결과를 확실하게 제시하고 있는 반면, 다른 연구자들은 자신들의 결과에 결함이 있다고 주장한다. 세속적 역사과학(historical science)에서 독단주의(dogmatism)는 특징인 것 같다. 하지만 세속적 조사자들이 연구하고 있는 데이터 세트에서도, 그들의 주장들은 서로 많은 충돌을 일으키고 있다. 고고도에 대한 표지자들이 그 좋은 예이다. 하지만 전 지구적 홍수 모델에서는 훨씬 더 쉽게 설명되는 것이다.

References and notes

1. Oard, M.J., Beware of paleoenvironmental deductions, J. Creation 13(2):13, 1999.

2. Oard, M.J., A uniformitarian paleoenvironmental dilemma at Clarkia, Idaho, USA, J. Creation 16(1):3–4, 2002.

3. Oard, M.J., A Grand Origin for Grand Canyon, Creation Research Society, Chino Valley, AZ, 2016.

4. Ingalls, M., Rowley, D.B., Currie, B.S., and Colman, A.S., Reconsidering the uplift history and peneplanation of the northern Lhasa terrane, Tibet, American J. Science 320:479, 2020.

5. Ingalls et al., ref. 4, pp. 479–532.

6. Ingalls et al., ref. 5, p. 487.

7. Ingalls et al., ref. 5, p. 481.

8. Wei, Y., Zhang, K., Garzione, C.N., Xu, Y., Song, B., and Ji, J., Low palaeoelevation of the northern Lhasa terrane during late Eocene: fossil foraminifera and stable isotope evidence from Gerze Basin, Scientific Reports 6(27508):1–9, 2016.

9. Wei et al., ref. 8, p. 4.

10. Oard, M.J., The Frozen Record: Examining the ice core history of the Greenland and Antarctic Ice Sheets, Institute for Creation Research, Dallas, TX, pp. 147–158, 2005 (available from print on demand).

11. Ingals et al., ref. 5, p. 582.

12. Botsyun, S., Sepulchre, P., Donnadieu, Y., Risi, C., Licht, A., and Rugenstein, J.K.C., Revised paleoaltimetry data show low Tibetan Plateau elevation during the Eocene, Science 363:1–9, 2019.

13. Ingalls et al., ref. 5, p. 504.

14. Botsyun et al., ref. 12, p. 4.

15. Valdes, P.J., Lin, D., Farnsworth, A., Spicer, R.A., Li, S.-H., and Tao, S., Comment on “Revised paleoaltimetry data show low Tibetan Plateau elevation during the Eocene”, Science doi.org/10.1126/science.aax8474, p. 1, 2019.

16. Ingalls et al., ref. 5, p. 507.

17. Fielding, E., Isacks, B., Barazangi, M., and Duncan, C., How flat is Tibet? Geology 22:168, 1994.

18. Yang, R., Willett, S.D., and Goren, L., In situ low-relief landscape formation as a result of river network disruption, Nature 520:526–529, 2015.

19. Haider, V.L., Dunki, I., von Eynatten, H., Ding, L., Frei, K., and Zhang, L., Cretaceous to Cenozoic evolution of the northern Lhasa Terrane and the early Paleogene development of peneplains at Nam Co, Tibetan Plateau, J. Asian Earth Sciences 70–71:79–98, 2013.

20. Ingalls et al., ref. 5, p. 503.

21. Calvet, M., Gunnell, Y., and Farines, B., Flattopped mountain ranges; their global distribution and value for understanding the evolution of mountain topography, Geomorphology 241:255–291, 2015.

22. Hall, A.M. and Kleman, J., Glacial and periglacial buzzsaws: fitting mechanisms to metaphors, Quaternary Research 81:189–192, 2014.

23. Fielding, E., Isacks, B., Barazangi, M., and Duncan, C., How flat is Tibet? Geology 22(2):163–167, 1994.

24. Lavé, J., Landscape inversion by stream piracy, Nature 520:442–444, 2015.

25. Oard, M.J., Planation surfaces formed by river piracy? J. Creation 32(1):8–9, 2018.

26. Walker, T., A Biblical geological model; in: Walsh, R.E. (Ed.), Proceedings of the Third International Conference on Creationism, technical symposium sessions, Creation Science Fellowship, Pittsburgh, PA, pp. 581–592, 1994; biblicalgeology.net/.

27. Oard, M.J., Flood by Design: Receding water shapes the earth’s surface, Master Books, Green Forest, AR, 2008.

28. Oard, M.J., ebook, Earth’s Surface Shaped by Genesis Flood Runoff, 2013; Michael.oards.net/GenesisFloodRunoff.htm.

29. Oskin, M.E., Reanimating eastern Tibet, Nature Geoscience 5:597–598, 2012.

30. Oard, M.J., Retreating Stage formation of gravel sheets in south-central Asia, J. Creation 25(3):68–73, 2011.

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*참조 : 중국 황토고원의 평탄면과 계단식 침식단구들은 홍수 기원을 가리킨다.

https://creation.kr/Sediments/?idx=16969541&bmode=view

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