퇴적암에서 보여주는 건열(Mud Cracks)의 의미

이재만회장(지질학, 과학교육학, 구약학), ACT뉴스 2018년 5월

 

 

 

고등학교 교과서에 퇴적암의 특징 중에 하나로 가르쳐지고 있는 것 중에 하나로 건열(mud cracks)이 있다. 이는 “굳지 않은 진흙, 즉 점토(clay)나 실트(silt, 미사: 점토보다 조금 큰 입자)의 수분이 증발하여 건조되면서 수축하여 불규칙한 다각형 모양으로 표면이 갈라지며 형성된 퇴적 구조”로 정의되어있다. 실제로 이와 같은 무늬는 가뭄을 겪은 논바닥이나 비가 온 후에 땅이 마른 곳에서 어렵지 않게 관찰된다. 그러므로 퇴적암을 이루는 지층들 사이에서 건열 구조를 발견하였을 경우 진흙이 퇴적된 후에 가뭄을 경험한 이후 다시 위의 층이 퇴적되었다고 해석해왔다. 그리고 이런 기존 해석의 영향으로 인해서 어떤 이들은 전 지구적인 홍수로 인해 퇴적암이 형성되었다고 말하는 창조과학자의 해석이 심각한 문제가 있다고 비판하기도 한다. 왜냐하면 홍수 과정 가운데는 건열 구조를 만들 만한 건조한 시기가 있을 수 없기 때문이다.

6

결론으로 바로 가기 전에 건열이 형성되는 가능성을 알아보는 것이 필요할 것이다. William Hoesch는 진흙의 균열이 생기는 과정에 대하여 다음 세 가지의 가능성을 제안했다(2006. Mudcracks and the Flood. Acts & Facts. 35(11). Institute for Creation Research).

 

1. 지표면의 대기 중 노출에 의한 진흙의 균열(sub-aerial)

 

마른 진흙 웅덩이에서 흔히 볼 수 있는 균열들이다. 그것들은 ‘건조 균열(desiccation cracks)’이라고 부른다. 이런 수축은 대기 중으로 물이 증발됨으로서 발생한다. 이 결과로 발생한 균열들은 다각형의 패턴(다각형 크기가 300m에 이르기도 한다)을 형성하고, 전형적으로 V자 형태의 측면(깊이가 15m에 이르기도 한다)을 나타낸다. 어떤 경우에 다각형 테두리의 진흙이 말려서 올라가거나 내려갈 수도 있다. 만약 이들이 물로 다시 덮이게 되면 다시 펴져서 재퇴적될 수 있다.

 

2. 수중에서 형성된 진흙의 균열(sub-aqueous)

 

이액현상(syneresis)이란 것이 있는데, 이는 젤(gel)로부터 액체가 분리되는 것을 (치즈를 만드는 것과 같이) 설명하기 위해서 화학자들이 사용하는 용어이다. 진흙 속의 물이 손실되는 과정은 70년 이상 동안 지질학자들에게 중요하게 인식되어왔다. ‘이액현생에 의한 건열(syneresis cracks)’은 일부 호수, 침전 연못의 진흙 바닥, 바하마 제도의 얕은 바다 아래의 석회이토(lime muds) 등에서 형성되는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 물의 손실은 삼투압에 의해서 일어난다. 그래서 그것은 특별히 염수호에서 잘 발생하는 것으로 알려져 있다. 이는 소금물에 오랫동안 손을 담근다면, 삼투압에 의해 주름이 형성되는 것과 같은 이치라 할 수 있다.

 

3. 퇴적되는 동안에 지층 사이에 진흙의 균열(sub-stratal)

 

이런 형태의 균열은 진흙이 퇴적되는 동안에 물을 잃어버릴 때 발생된다. 기존 지층 위에 쌓이는 진흙에 의한 압력의 가중에 의해 지층 속의 물이 빠져나가는 과정을 말하는데, 지진 등에 의해서도 빠르게 일어날 수 있다. 그 이후에 상부의 퇴적암이 제거되어 표면으로 노출되었을 때 다각형의 균열을 보여주며, 측면에서 볼 때 앞의 건조한 대기 중에 형성된 균열이 V자 모양인 것에 반해 훨씬 수직의 직선에 가까운 모습을 보여준다. 이때 앞의 두 균열과는 달리 위와 아래로 함께 관통되어서 관찰되기도 한다. 또한 한 지층이 다른 지층과 염도가 다를 때, 앞서 언급된 이액현상에 의해 균열이 형성될 수도 있다.

 

8

이와 같이 지층 사이에 형성된 균열들은 그랜드 캐니언의 허밋 셰일(Hermit Shale) 층과 하카타이 셰일(Hakatai Shale) 층에서 다양하게 발견된다. 예를 들어 허밋 셰일은 세 번째 제안된 균열의 모습을 보여준다. 즉 지층의 아래 위 모두에서 균열들을 보여준다(그림). 즉 지층이 형성된 후에 압력에 의해 물들이 빠져 나가면서 형성된 균열을 의미한다. 만약 이 균열들이 지표로 드러난 후에 건조 기후를 겪었다가 다시 퇴적되었다면 균열이 아래 지층에만 남아있어야 할 것이지만, 이 지층은 아래 위 모두에서 균열을 보여준다. 또한 허밋 셰일의 균열은 건조한 대기를 겪었던 전형적인 V자 모양이 아닌 아주 좁은 단면을 보인다는 점에서 공기 중에서의 건조된 균열과 사뭇 다르다.

 

이와 같이 건열의 원인을 교과서에 있는 것처럼 ‘퇴적된 후 오랜 기간의 건조 기간을 겪었다’고 일괄적으로 해석하는 것은 엄청난 오류이다. 건열은 다양한 환경에서 형성될 수 있다. 균열들이 퇴적지층 중간이나 물속에서 형성될 수 있기 때문이다. 그러므로 건열을 관찰했을 때 홍수 동안에 가뭄을 경험했던 시기가 있었다고 상상할 필요가 없다. 오히려 우리가 관찰하는 퇴적암 속의 건열 구조는 가뭄을 겪은 후에 형성되는 지표의 갈라짐과는 달리, 지층이 모두 쌓인 이후 압력에 의해 물이 빠져나가며 형성된 모습에 훨씬 가깝다.

 

실제로 오랜 지구를 주장하는 지질학자들에게는 건열은 해석하기 참으로 어려운 부분이다. 왜냐하면 오랜 세월에 걸쳐 지표에 드러났다면 오랜 침식에 의해서 건열의 모습을 그대로 유지할 수 없을 뿐 아니라, 건열이 형성된 이후에 오랜 세월 동안 잠수되어 퇴적물들이 그 위를 덮었다면 그 사이에 물에 의해 기존 균열 구조가 다시 풀어져서 그 모습을 그대로 유지하기가 참으로 어렵기 때문이다. 반면에 전 지구적인 홍수 격변을 통해서 건열을 이해하면 그리 큰 어려움이 아니다.