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화석 나무에서 과도하게 부풀려지는 방사성탄소 연대 : 밝혀진 새로운 메커니즘

저자:
번역자: 한국창조과학회 (creation.kr)

개요

인위적으로 부풀려진 방사성탄소(14C) 연대측정 결과들은 나무들이 국소적(local), 화산성(volcanogenic), 그리고 지하(subterranean) 근원들로부터 대기로 방출되는 ‘무한히 오래된(infinitely old)’ 이산화탄소(carbon dioxide)를 흡수할 때, 얻어질 수 있다는 사실이 발견되었다. 이것은 나무의 오염과 혼동되지 않는다. 왜냐하면 탄소는 목재의 섬유질 내부에 단단히 고착되기(locked) 때문이다. 유사한 현상으로, 조개류들이 탄산염 암석(carbonate rocks)들로부터 ”무한히 오래된” 탄소를 흡수할 때, 잘못된 방사성탄소 연대측정 결과가 얻어진다는 사실이 오래 전부터 확인되어왔었다. 게다가 창조론자들은 창조와 대홍수 이후 전 세계적으로 대기 중 14C의 축적(buildup)이 일어났고, 이것은 인위적으로 오래된 14C 연대측정 결과를 가져왔을 것으로 인식하고 있다. 그러나 대홍수 이후 14C가 없는 화산성 이산화탄소(14C-free volcanogenic carbon dioxide)의 전 세계적인 방출은 세계의 많은 지역에서 체계적인 방법인 나이테의 방사성탄소 연대측정(carbon-14 dates of tree rings) 결과를 훨씬 부풀리게 했을 것이라는 것이다.

14C 연대측정 방법은 우주선(cosmic rays)들이 대기권 상층부에 있는 질소(nitrogen)를 때릴 때 만들어진 소량의 방사성 14C가 생물체 안으로 들어가 결합된다는 가정에 기초하고 있다. 일반적으로 생물체가 죽은 후에는 새로운 14C 는 생물체 내로 더 이상 들어갈 수도 없고, 빠져나올 수도 없다. 대신에 14C는 방사성붕괴(radioactive decay)를 시작하여 서서히 생물체 몸체에서 사라진다. 이것은 대략 5700년이라는 반감기(half-life)를 가지고 있다. 현재 대기 중의 14C의 양이 과거 생물체가 죽었을 당시와 똑 같았을 것이라는 가정(assumption) 하에, 그리고 생물체가 사망한 이후로 폐쇄된 시스템(closed system, 14C의 유출입이 없는)이 존재해왔었다는 가정 하에, 얼마나 많은 반감기가 지나갔는지, 즉 생물체가 죽은 후로 몇 년이 흘렀는지가 계산될 수 있는 것이다.

이러한 동일과정설적 가정들에 기초하여 대략 40,000년까지 측정 가능한 것으로 믿어지고 있다. 그러나 이러한 가정들 하에서 조차도, 14C 연대측정 방법은 심각한 문제가 있다는 충분한 증거들이 있다. 기존의 지질학에 의해 100,000년 보다 이전에 살았다고 주장되는 생물체들에 있던 14C 는 모두 사라졌어야만 한다. 그러나 수백 수천만년 된 것으로 추정되는 생물체들 내에도 측정 가능한 농도로 14C 이 종종 발견되는 것이다.1 게다가 기존의 신뢰할 수 있다는 연대측정 방법들도 몇몇 우선적인 가설(preferred hypothesis)들과 충돌된다면, 자주 폐기되곤 한다는 것이다.2

대안적인 전 지구적-생물권(global-biospheric) 상황들

창조과학자들은 이러한 동일과정설적 사고방식을 기꺼이 벗어 던지고, 철저히 비동일과정설적 관점으로 14C 연대측정 방법을 연구해 왔다. 한 창조 모델은3 대략 6천년 전 지구가 창조되었고, 대홍수는 그 후 1700여년이 지나 일어났으며, 14C는 천지창조 혹은 대홍수 이후 축적되었다고 생각하고 있다. 대홍수 동안에 파묻혀진 대부분의 생물체들은 매우 적은 14C 을 포함하고 있었기 때문에, 그들은 처음부터 이미 상당한 14C 연대(앞에서 언급했듯이1 대게 무한한, 그러나 가끔은 수만년 정도)를 물려받게(inherited) 되었던 것이다. 대홍수 이후의 생물체들은 죽을 당시에 비교적 덜 적은 14C를 갖게 되어, 결과적으로 수 천년의 연대가 '실제” 연대에 계속적으로 추가되게 되었다는 것이다.4

방사성탄소 연대측정이 부풀려지게 된 또 다른 메커니즘.

아마도 대홍수 이후 14C의 연대가 매우 과장되도록 하는 또 하나의 메커니즘이 있음이 증명되었다. 앞에서 언급한 전 세계적인 과정들과는 다르게, 과도하게 부풀려지는 14C 연대는 지역적 수준(local level)에서(각 생물체와 관련하여) 작동된다. 그리고 특별히 살아있는 나무(living trees)들의 14C 함량을 변경시키는 데에 성공적이다. 그 혁명적인 의미를 살펴보자.

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a. 14C 와 12C 비율은 어떤 물체의 나이를 계산하기 위해 측정된다.
b. 만약 나무가 일반 대기보다 낮은 농도의 14C를 가진 근원으로부터 (예를 들면 화산 가스로부터 CO2의 흡수와 같은) 탄소(carbon)를 흡수한다면, 12C의 비율은 일상보다 훨씬 높게 될 것이고, 그러므로 이것은 부정확한 오래된 연대를 나타낼 것이다.

오랜 기간 동안, 표준 가정(assumptions)들 하에서, 오염이 배제된 나무로부터의 방사성탄소 연대측정 방법은 사실상 잘못될 수가 없는 방법으로 여겨져 왔다. 매년 나무는 하나의 나이테를 만든다. 그리고 새로운 구조 물질들은 계속해서 나이테를 만들지 않는다. 새롭고 유동적인 물질들이 화학물질들에 의해 용해 제거되면, 나머지 구조 목재 섬유는 확실하게, 단지 나이테가 만들어진 그 해 동안에 존재했던 탄소(그리고 14C) 만을 갖고 있게 된다. 폐쇄된 시스템 상황은 거의 보증되었고, 나무들은 토양으로부터가 아니라5 공기(air) 중의 CO2로부터 탄소를 얻기 때문에, 각 나이테는 그것이 만들어질 때 당시의 대기 중 14C 농도를 반영함에 틀림없다.

위에서 언급한 일련의 가정들에서 핵심 단어는 '공기(air)”이다. 나무들은 그들 근처에 있는 CO2 기체들은 무엇이든지 흡수한다. 다른 공급처가 없다면, 유일한 CO2 원천은 대기(atmosphere)가 된다. 그러나 다른 어떠한 CO2 공급처가 있다면 어떻게 될까? 한 원천이 화산성 가스(volcanogenic gases)들이다. 깊은 지하 속에 있던 탄소는 대기와 접촉했던 적이 없기 때문에, 14C가 전혀 없다. 그러므로 이들 가스들은 무한한 14C 연대를 가지게 되는 것이다. 자 이제 생각해보자. 한 나무가 절반의 CO2를 대기로부터 흡수하고, 나머지 절반의 CO2는 화산성 가스로부터 흡수하였다고 생각해 보자. 나무가 죽을 당시에 14C의 농도는 보통 대기에서의 농도에 단지 반일 것이다. 그러므로 이 나무는 죽을 당시에 14C의 나이로는 이미 5,700년(한 번의 반감기)의 나이를 갖게 되는 것이다.

이탈리아의 투스카니(Tuscany)는 아마도 나무에 대한 '물려받은(inherited)” 14C의 연대가 기술된 첫 번째 장소일 것이다.6 이들 연대는 한 화산으로부터 수 km 떨어진 건축용 목재로부터 결정되었는데, 너무 오랜 연대가 나와 이탈리아의 과거 어떠한 문명에도 속할 수 없었다. 그 보고 이후로, 이러한 현상에 대한 다른 많은 예들이 전 세계에 걸쳐서 표면화되기 시작했다.7 최근 더 자세한 연구가8 이 과정의 진행 동태(dynamics)에 대해서 이루어지고 있다. 특별히 흥미로운 것은 이러한 ”잘못된” 14C 연대가 아무렇게나 일어나는 것이 아니라, 그 반대라는 사실이다.

”매년 생기는 나이테에 있어서 14C의 감소 패턴은 세 나무들의 중심부위에서 놀랍도록 일치하였는데, 이것은 CO2 유동(flux)의 변화가 나무들이 죽은 전 지역에 걸쳐서 균일하게 일어났거나, 그 나무들은 비교적 넓은 지역에 걸쳐서 CO2 유동을 매우 잘 통합(integrate) 한다는 것이다.”9

그러므로 적절한 조건 하에서 이 물려받은(inherited) 14C 연대는 '실제(real)” 연대를 흉내낼(mimic) 수 있다는 것이다.

대홍수 이후 14C의 고갈

앞에서의 모든 예들은 드물게 일어나고, 지역적이다. 그러나 대홍수 이후의 얼마 동안은 상황이 매우 달랐음이 틀림없다. 엄청난 양의 ”무한히 오래된” CO2 가 전 세계적으로, 광범위한 지리적 영역에 걸쳐서, 잔여 화산활동과 맨틀 상층부 활동 등의 결과로, 지하 깊은 곳으로부터 스며 나왔음(percolating)이 틀림없다. 나무와 식물들은 이러한 14C이 없는 CO2 (14C-free CO2)를 흡수하며 성장함으로서, 필연적으로 준균일한(quasi-homogenous) ”내재된(built-in)” 14C 연대를 대체적으로 (하나의 예외로서가 아니라) 가지게 되었던 것이다. 현재 일상적으로 사용되는 14C 연대측정 방법에서 얻어지는 상당 비율의 ”매우 오래된(very old)” 14C 연대는, 이전에 토론되었던 창조 시기 또는 대홍수 이후에 전 세계적으로 대기에 14C 의 축적(buildup)이 일어났다는3 메커니즘에 첨가하여, 또는 대신하여, 이 메커니즘에 의해 기인한 것일 수 있다. 분명히 이 화산성 CO2 에 의한 메커니즘은 좀더 많은 연구가 필요할 것이다.

참고 문헌및 메모

  1. Giem, P., Carbon-14 content of fossil carbon, Origins 51:6–30, 2001. For a variety of technical reasons discussed in the paper, these occurrences cannot, at least for the most part, be explained away as contamination. 텍스트로돌아 가기.
  2. Woodmorappe, J., The Mythology of Modern Dating Methods, Institute for Creation Research, El Cajon, p. 41, 1999. This, of course, is also true of the dating methods used to obtain much older dates than those presumably obtainable by the carbon-14 method. 텍스트로돌아 가기.
  3. Brown, R.H., Radiometric dating from the perspective of Biblical chronology; in: Walsh, et al. (Eds), Proceedings of the First International Conference on Creationism, Vol. 2, pp. 42–57, 1986. For example, suppose that the Flood was 5,700 years ago, during which time a living thing died containing a 14C content 0.125 times that of living things today. At the moment of its death, it already had a ‘built-in’ carbon-14 ‘age’ of 17,100 years (three half-live periods ‘built in’: 0.5× 0.5×0.5=0.125). Owing to the fact that another half-life of time has actually passed since the Flood, that once-living thing now has a 14C that is 0.0625 that of presently-living things, and a total apparent carbon-14 age of 22,800 years. 텍스트로돌아 가기.
  4. I do not discuss the significance of several-thousand-year tree-ring chronologies and their calibration of carbon-14 dating. This is a separate issue. 텍스트로돌아 가기.
  5. Note that this contrasts with subfossil molluscs, which often have anomalously-high carbon-14 dates, as reported in earlier creationist literature. The mollusc, unlike the tree, may have additionally absorbed some carbon from dissolved limestone, which has no 14C. Thus the mollusc, at the time of its death, has a shortage of 14C relative to the atmosphere, and hence a fictitiously-high age. 텍스트로돌아 가기.
  6. Saupe et al., A possible source of error in 14C dates, Radiocarbon 22(2):525–531, 1980. 텍스트로돌아 가기.
  7. Olsson, I.U., Experiences of 14C dating of samples from volcanic areas, PACT 29:213–223, 1990. 텍스트로돌아 가기.
  8. Cook et al., Radiocarbon study of plant leaves and tree rings from Mammoth Mountain, CA: a long-term record of magmatic CO2 release, Chemical Geology 177:117–131, 2001. 텍스트로돌아 가기.
  9. Cook et al., Ref. 8, p. 126. 텍스트로돌아 가기.