남아프리카의 운석공 브레드포트 돔

미디어위원회
2021-02-03

남아프리카의 운석공 브레드포트 돔 

: 전 지구적 홍수 동안 거대한 소행성 충돌로 형성됐다.
(The Vredefort Dome, South Africa. 

Formed by an enormous asteroid impact during a global watery catastrophe)

by Tas Walker


       남아프리카공화국의 요하네스버그 남서쪽에 위치한 브레드포트 마을(village of Vredefort)은 지구상에서 가장 거대한 운석 충돌 구조로 알려진 곳에 있는 마을로서, 구불구불한 언덕, 산등성이, 계곡이 있는 아름다운 농촌 마을이다. 노스웨스트 주와 프리스테이트 주의 경계에 있는 바알 강(Vaal River)은 주변 산들과 마을들 사이를 휘돌아 흐르고 있다.(그림 1)

그림 1. 주변 산을 휘돌아 흐르는 있는 브레드포트 돔 내부의 바알 강.


관점의 변화

100년 이상 브레드포트 구조의 기원에 대해 논란이 있었다. 초기에는 지구 표면 아래에서 화산 마그마(녹은 암석)가 원형으로 솟아올라와 형성되었다고 생각했었다.[1] 이러한 설명은 지질학적 지형이 오늘날 관찰되는 느린 과정으로 설명되어야한다는 교리(현대 지질학의 근간인 동일과정설)에서 비롯되었다. 지구상에 자연스럽지 않은 과정을 사용하거나, 특별한 사건에 의해서 일어났다고 보는 관점은 지질학적 이단으로 간주됐었다. 결과적으로 20세기 중반까지 외계 거대한 소행성에 의한 충돌은 금기로 간주됐었다.[2]

브레드포트의 충돌 기원에 대한 증거를 수집하기 위해서 수년에 걸쳐 다양한 기술이 사용되었다...

그럼에도 불구하고, 1900년대 초반부터 일부 과학자들은 브레드포트 '고리(ring)'를 포함하여, 지구상에 있는 여러 곳에 있는 원형의 지형은 소행성 충돌(asteroid impacts)에 의해 형성된 것처럼 보인다고 제안하기 시작했다. 이 아이디어는 결국 널리 받아들여졌지만, 남아프리카에서는 1990년대 중반까지 논란이 계속됐었다.[1] 여러 해에 걸쳐 브레드포트의 충돌 기원에 대한 증거를 수집하기 위해서, 변성암(열에 의해서 변형된 암석) 분포 기록, 지역적 지질학 매핑, 컴퓨터 충돌 모델링 등 다양한 기술이 사용되었다. 결국 사람들은 설득되었고, 2005년에 브레드포트 돔은 세계에서 가장 큰 충돌 구조로 세계유산으로 등재되었다.[3]
 

충돌의 증거

이 지역을 방문하면, 운석공(충돌크레이터, 충돌분화구)의 거대한 크기와 침식으로 인해, 충돌 구조는 명확하게 인식되지 않는다. 위성사진(그림 2)과 지질도(그림 3)에서만 직경 80km의 반원형의 산들 고리가 충격 구조물로 확인된다. 그러나 이 고리는 충돌분화구의 안쪽 부분으로 간주되고 있는데, 더 큰 300km 구조가 요하네스버그와 그 너머까지 확장되어 있으며[4], 이는 훨씬 덜 분명하다. 복잡하게 만드는 요인 중 하나는 충돌 구조의 대부분이 침식되었다는 것이다.

그림 2. 하늘에서 바라본 브레드포트 돔. 바알 강은 반원형의 산 고리들을 관통하여 흐르고 있다. 사진 너비 = 80km. 


계산에 따르면, 브레드포트 충돌분화구를 형성했던 소행성의 크기는 직경이 약 10km 였을 것이며[5], 지구 행성에 충돌한 가장 큰 소행성 중 하나이다. 충돌했을 때 지표면은 7~10km 더 높았다. 몇 초 안에 운석은 지각을 수 km를 관통하며 아래로 밀어내렸다. 그런 다음 지각은 다시 튀어 나와, 지하 깊숙한 곳에 있던 암석들을 들어올려, 충돌분화구의 안쪽 부분인 브레드포트 ‘돔’ 주위에 고리 형태의 작은 산들을 형성했다.[6] 현재 고리를 이루는 산들은 거의 수직적으로 자리 잡고 있는 변성암 층으로 구성되어 있다. 여기에는 금(gold)을 함유하고 있는 km 두께의 유명한 석영-역암(quartz-conglomerate) 층인 비트바테르스란트 누층군(Witwatersrand Supergroup)의 일부를 포함한다. 몇 세기 된 폐광산들이 여전히 산들의 고리에 존재한다.

고리 안쪽 지역은 화강암(그림 3)으로, 그 지역의 지하 기반암을 형성하고 있다. 화강암이 반동으로 올라오기 전에 그것은 지표면 아래로 20km 이상 깊이에 있었다.[4] 충돌의 힘으로 화강암은 깊게 파열되었고, 부분적으로 녹았다. 일부 마그마는 철과 마그네슘이 풍부하여, 균열 부위를 채웠고, 부서진 화강암들의 덩어리(암편)를 둘러쌌고, 슈도타킬라이트(pseudotachylite)라고 불리는 검은 유리 같은 암석으로 굳어졌다. 이 암석은 전 세계의 여러 충돌 지점들에서 발견되었기 때문에, 소행성 충돌의 증거로 간주되어왔다. 파리스(Parys) 근처의 리우콥 채석장(Leeuwkop Quarry)에서는 크고 둥근 화강암 덩어리들을 둘러싸고 있는 슈도타킬라이트의 장엄한 노출을 볼 수 있다.(그림 4).
 

그림 3. 브레드포트 돔의 단순화 된 지질도(ref. 1, p.121). 돔 중앙에 있는 화강암질의 시생대 기반암은 충돌 직후에 들어올려졌다. 소행성이 충돌하기 이전에 퇴적됐던 비트바테르스란트(Witwatersrand), 벤터스도프(Ventersdorp), 트랜스바알(Transvaal) 암석을 들어올려, 돔 주변에 산의 고리를 형성했다. 카루 누층군(Karoo Supergroup)은 나중에 퇴적되었고, 대부분 침식되었다.

그림 4. 리우콥 채석장(Leeuwkop Quarry)에 노출되어있는, 검은 색의 유리 같은 슈도타킬라이트(pseudotachylite)는 기저부 화강암의 균열들 사이를 채우고 있고, 때로는 둥근 화강암 덩어리를 둘러싸고 있다. <Credit: Johan Smit>.

그림 5. 브레드포트 돔 안쪽에 부서진 암석 라인으로 노출되어 있는 그래노파이어 암맥(Granophyre dyke). 


다른 마그마는 실리카와 알루미늄이 풍부했다. 이것은 다른 균열로 흘러 들어가 그래노파이어(granophyre, 미문상화강암)라고 불리는 밝은 색의 암석을 형성했다. 이것은 그 지역에 많이 있는 긴 암맥(dykes)들로 노출되었다.(그림 5). 이러한 암맥과 그들이 형성된 패턴 또한 충돌에 대한 증거이다.[7]

돔 주변에 뒤집힌 암석의 일반적인 특징은 섀터콘(shatter cones, 방사상으로 홈이 나 있는 원뿔 모양의 구조)을 보여준다. 이러한 균열 패턴은 전나무(fir tree)를 닮았다.(그림 6). 이것들은 다른 운석 충돌 장소들에서 발견되었으며, 충돌로 인한 고압 충격파(shockwaves)로 인해 발생하는 것으로 해석된다.

이러한 증거와 다른 증거들은 사람들이 이 구조가 소행성 충돌에 의해 형성되었다는 것을 받아들이도록 설득했다.

그림 6. 특징적인 '전나무' 균열 패턴이 있는 화강암 내의 섀터콘(shatter cones). <Credit: Johan Smit>.


지질학적 격변

소행성 충돌은 엄청난 지질학적 변화가 매우 빠르게 일어났음을 의미한다. 변화는 백만 년 동안에 일어나지 않았다. 아니 1년 동안에 일어난 것도 아니며, 심지어 하루 동안에 일어난 것도 아니다. 몇 초 만에 직경 100km 이상, 깊이 20km의 거대한 충돌분화구가 형성되었다. 지각은 몇 초 후에 다시 튀어나와, 수 km 두께의 퇴적물이 수직으로 위로 올라갔고, 융기된 중앙 돔 주변으로 기울어졌다. 그런 다음 돔은 무너지기 시작했고, 300km 전체 운석공이 10분 정도 만에 완성되었을 것이다.[8]

이 모든 것이 남아프리카의 지질역사 초기에 일어났다고 말해진다. 시기를 결정하는 주요 방법은 지질학적 관계(그림 3)를 통해 이루어지며, 그중 일부는 그림 7의 개략적 단면도에서 볼 수 있다. 화강암의 기반암이 먼저 존재했고, 두꺼운 일련의 퇴적층과 화산재 층이 물이 많던 환경에서 퇴적되었는데, 가장 오래된 층은 맨 아래에, 가장 젊은 층은 맨 위에 퇴적되었다. 소행성은 최상층을 강타했고, 모든 층들과 기반암을 변형시켰고, 충돌분화구를 형성했고, 충돌분화구로부터 분출물(파편)을 뿜어냈고, 중앙부에 돔을 다시 들어올렸다.

그림 7. 북동쪽(왼쪽)에서 남서쪽(오른쪽)까지 브레드포트 충돌분화구의 개략적인 단면도(축척 비율은 실제와 다름). 상단 부분은 현재 육지 표면으로 침식되었다. 요하네스버그는 분화구 가장자리 바로 안쪽에 비트바테르스란트 누층군(Witwatersrand Supergroup, 노란색 층)이 노출된 현재의 지표면에 위치하며, 왼쪽에 표시되었다.


오랜 지구 연대를 믿고 있는 세속적 지질학자들은 슈도타킬라이트와 그래노파이어 암맥에서 수집된 일부 지르콘 결정(zircon crystals)에 대한 우라늄-납(uranium and lead) 동위원소 연대측정에 기초하여, 소행성 충돌은 20억2300만 년 전에 일어났다고 연대를 평가하고 있다.[9] 암석의 연대는 관측 가능한 현장 관계에 기초했다고 하지만, 동위원소 연대측정법에서 얻어졌다는 '절대' 연령은 객관적이지 않다. 이 절대 연령은 동위원소의 초기 농도값과 이후의 지질학적 교란이 시료에 미치는 영향 등을 포함하여, 여러 가정(assumptions)들을 기초하는 것이다. 각 지르콘 내의 동위원소와 관련된 모든 방해 영향을 고려했다는 것은 추정이다. 서로 다른 시료에서 얻어진 서로 다른 연대는 적당하게 '해석'되어, 오랜 연대에 적합한 이야기로(현장 관계가 지구 역사의 가정된 오래된 연대 시나리오에 들어맞도록) 만들어진다.[10] 수십억 년의 연대는 매우 주관적이기 때문에, 암석의 연대를 성경적 지구역사와 적합한 다른 이야기로 만들어내는 것도 가능하다.

소행성 충돌은 엄청난 지질학적 변화가 매우 빠르게 일어났음을 의미한다.

소행성 충돌은 노아 홍수의 초기에 발생했을 것이다.[11] 그 충돌은 창조주간이 아니라, 노아 홍수 동안에 일어났을 것이다. 왜냐하면 태초에 창조된 모든 것들은 “보시기에 심히 좋았더라”(창 1:31)고 말씀하셨기 때문이다. 소행성 충돌은 대기 중으로 치명적인 재와 먼지를 가득 비산시켰을 것이다. 그것은 보시기에 좋지 않았을 것이다. 그러나 소행성 충돌이 노아 홍수를 시발하지는 않았을 것이다. 충돌 이전에 퇴적된 퇴적층들이 있었으며, 이들은 노아 홍수의 초기에 퇴적되었을 것이기 때문이다. 여기에는 벤터스도프 누층군(Ventersdorp Supergroup)이라고 불리는 km 두께로 연속적으로 쌓여진 현무암 용암 퇴적물이 포함된다.[12] 화산 용암들의 거대한 분출은 독성 연무로 대기를 오염시켰을 것이며, 이것은 "보시기에 심히 좋았던" 것이 아니다. 사실, 그러한 분출은 너무도 막대해서(두께와 지리적 범위에서) 타락 이후, 홍수 이전에 발생했을 것이다. 분출을 덮고 있었던 홍수 물의 적절한 보호가 없었다면, 사람은 그러한 거대한 화산성 오염에서 살아남지 못했을 것이다. 

충돌 후 지질학적 격변은 계속되었고, 노아 홍수의 물이 상승하면서, 부쉬벨드 복합암체(Bushveld Complex), 케이프 누층군(Cape Supergroup), 카루 누층군(Karoo Supergroup)과 같은 특징적인 지형들이 형성됐다.[13]  이 기간 동안 암석들은 습곡되었고, 여러 차례 침식되었다.

결국 홍수 물이 대륙 전체를 뒤덮은 후, 물러가면서 수 km 두께의 지층암석이 침식되었고, (먼저 판상으로 흐르며) 거대한 아프리카 평탄면(Great African Planation Surface)를 형성하였고, 돔을 노출시켰다.[14] 홍수 물의 수위가 더 떨어짐에 따라, 물 흐름은 수로화 되어 흐르면서, 오늘날 바알 강을 포함하여 기울어진 산들의 고리를 관통하며 흐르는 수많은 수극(water gaps)들을 파내었고, 돔 주변의 기묘한 배수 패턴을 형성하였다. 수백만 년에 걸친 느린 침식은 이러한 패턴을 설명하지 못하지만, 후퇴하던 홍수 물은 이러한 지형을 잘 설명할 수 있다.


결론

브레드포르트 돔이 안쪽에 자리잡고 있는 브레드포르트 충돌분화구는 노아 홍수의 초기에 형성되었다. 충돌의 크기는 그 당시 지구를 뒤흔들었을 만큼 거대한 격변적 힘을 보여준다. 충돌에 의해서 발생한 퇴적물의 습곡과 융기는 하루도 채 되지 않은 극히 짧은 시간 내에 일어났다. 노아 홍수 대격변이 계속되면서, 충돌분화구 위로 두꺼운 화산 용암과 퇴적물을 퇴적시켰을 뿐만 아니라, 그 지층들은 홍수 물이 물러가면서 연속적으로 침식되었다. 지표면에는 깊은 충돌 구조가 드러났고, 금이 풍부한 유명한 비트바테르스란트 누층군(Witwatersrand Supergroup)의 퇴적층을 노출시켰다.



Related Articles
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Radioisotope methods and rock ages


Further Reading
A biblically-based cratering theory
Geology, the Flood, the Ice Age and the age of the earth


References and notes
1.Reimold, W.U. and Koeberl, C., Impact structures in Africa: A review, J. Afr. Earth Sci. 93:57–175, 2014, p. 119 | doi:10.1016/j.jafrearsci.2014.01.008; 1464343X1400017X.
2.Marvin, U.B., Impact and its revolutionary implications for geology; in: Sharpton, V.L. and Ward, P.D., Global Catastrophes in Earth History; An Interdisciplinary Conference on Impacts, Volcanism, and Mass Mortality, Geological Society of America Special Paper, 1990.
3.Proposal: Vredefort Dome World Heritage Site, Free State Province, Republic of South Africa, Department of Tourism, Environment and Economic Affairs, 2005; unesco.org.
4.Therriault, A.M., Grieve, R.A.F., and Reimold, W.U., Original size of the Vredefort Structure: Implications for the geological evolution of the Witwatersrand Basin, Meteorit. Planet. Sci. 32:71–77, 1997.
5..Reimold and Koeberl, ref. 1, p. 124. This assumes the asteroid impacted a solid earth.
6.Norman, N. and Whitfield, G., Geological Journeys: A traveller’s guide to South Africa’s rocks and landforms, Struik Nature, Cape Town, pp. 60–61, 2006.
7.Therriault, A.M., Reimold, W.U., and Reid, A.M., Geochemistry and impact origin of the Vredefort Granophyre, SAJG 100(2): 115–122, 1997.
8..Reimold and Koeberl, ref. 1, p. 74.
9.Reimold and Koeberl, ref. 1, p. 127.
10.Spray, J.G., Kelley, S.P., and Reimold, W.U., Laser probe argon-40/argon-39 dating of coesite- and stishovite-bearing pseudotachylytes and the age of the Vredefort impact event, Meteoritics 30:335–343, 1995 | doi: 10.1111/j.1945-5100.1995.tb01132.x.
11.Oard, M.J., Precambrian impacts and the Genesis Flood, J. Creation 28(3):99–105, 2014;creation.com/precambrian-flood.
12.Reimold and Koeberl, ref. 1, p. 122.
13.Norman, N. and Whitfield, G., Simplified geology of South Africa, Lesotho and Swaziland; in ref 6 inside front cover.
14.Oard, M.J., The remarkable African Planation Surface, J. Creation 25(1):111–122, 2011; creation.com/african-planation 



*참조 : K/T(백악기/제3기) 충돌 가설과 세속적 신격변론 : 홍수지질학에서 신격변론이 중요한 이유는?
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출처 : Creation 40(1):44–47, January 2018
주소 : https://creation.com/vredefort-dome

번역 : 미디어위원회



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