암석의 연대를 측정하는 방법
이재만, ACT뉴스 2014년 6월
동식물과 같은 유기물의 나이는 탄소를 통해서 하는 반면, 암석의 나이를 측정하는 방법은 우라늄-납(U-Pb), 루비듐-스트론튬(Rb-Sr), 칼륨-아르곤(K-Ar) 등을 이용한다. 이들은 모두 용암이 굳어서 된 화성암을 측정하는데 사용된다. 이중 가장 많이 사용되는 방법은 칼륨-아르곤 방법이다. 여기서는 이 방법만 다루어보자.
원리를 보면, 칼륨은 아르곤 기체로 변한다. 이때 발생된 아르곤 기체는 굳어서 치밀해진 용암 속에 갇히게 된다. 아르곤 기체는 시간이 지나면 칼륨에서 계속해서 나오기 때문에 용암 속에 계속 누적된다. 이 누적된 아르곤의 양이 많으면 용암이 굳은 지 오래된 것이며, 반면에 아르곤의 양이 적으면 오래되지 않은 것이다. 탄소측정과 마찬가지로 원리는 간단하다.
그러나 이를 실제로 용암에 적용하는 데는 치명적인 문제점을 갖고 있다. 가장 큰 어려움은 측정하려고 하는 아르곤이 모두 칼륨의 붕괴에서 온 것인가 아니면 용암이 처음부터 갖고 있었는가 하는 부분이다. 대부분의 칼륨-아르곤 방법을 적용할 때는 용암이 너무 뜨겁기 때문에 (700-1200℃) 아르곤 기체는 용암이 굳기 이전에 모두 날아가 버렸다고 가정한다.
그러나 만약 용암이 굳을 때까지 아르곤이 완전히 빠져나가지 못하고 남아있다면, 이 방법은 심각한 문제를 갖게 된다. 왜냐하면 이미 남아있는 아르곤 양으로 인해 훨씬 더 오래된 용암으로 측정될 것이기 때문이다. 더군다나 칼륨이 아르곤으로 붕괴하는 속도는 아주 느린데, 칼륨의 양의 반이 아르곤으로 붕괴하는데 12억 5천만년이라고 하는 엄청나게 느린 속도로 진행되기 때문이다. 그러므로 용암이 굳기 전에 아르곤의 양이 조금이라도 남아있다면, 그리고 이를 모두 칼륨에서 붕괴되어 나온 것이라고 생각하고 계산한다면 아주 오래된 것으로 측정될 것이다.
처음에 아르곤 기체가 전혀 없었는지 아닌지를 판단하는 방법은 실제로 아주 쉽다. 언제 화산폭발이 있었는지 역사에 기록된 용암을 측정해서 비교해보면 된다. 역사책에 기록되었다는 말은 아무리 길어도 수천 년일 테니 아주 느린 속도로 발생하는 아르곤의 양으로 볼 때 그 용암 속에는 아르곤이 쌓여있지 않을 테니까 말이다. 그러나 지질학자들이 이런 최근의 용암을 측정했을 경우 모든 용암에는 아르곤이 여전히 남아있었다! 즉 아르곤 기체가 모두 날라갔을 것이란 가정은 틀린 가정이란 말이다. 그 양도 모두 수십만 년에서 수천만 년이 걸려야 쌓일 수 있는 양이다. 아래의 표는 몇 가지 예이다.
만약 나이를 알고 있는 용암들을 측정했을 때 한 번도 맞춘 적이 없다면, 나이를 모르는 용암을 측정했다고 할 때 어떻게 그 결과를 신뢰할 수 있을까? 당연히 나이를 모르는 용암을 측정하면 아주 오래된 나이로 측정된다는 것은 자명한 일이다. 역시 편견이 먼저다. 진화론적 편견으로 수천만 년 되었을 것으로 믿고 측정해서 그렇게 나왔을 때 그대로 사용한 것이다.
