지층이 휜다는 것

이재만, ACT뉴스 2009년 10월

 

 

 

퇴적암으로 이루어진 산들의 대부분은 휘어진 지층의 모습을 보여준다. 이들을 지질학 용어로 습곡(folding)이라고 부른다. 히말라야나 안데스 산맥을 포함한 많은 산들에서 이들 습곡은 그다지 어렵지 않게 관찰된다. 엄청난 두께의 지층들이 평행하게 휘어진 것이다. 지질학자들에게 이런 습곡이 형성되는 과정은 참으로 궁금한 부분이었다.

 

먼저 짚고 넘어가야 할 것은 지층이 휘는 어떤 과정도 오늘날에는 관찰된 경우가 없다는 점이다. 어떤 사람들은 실제로는 휘고 있지만 속도가 아주 느리기 때문에 그런 것은 아닐까라고 생각할지 모른다. 그러나 그렇지 않다. 이미 굳어버린 암석들은 어떤 물리적인 시도에도 부서져 버리지 휘어지지 않는다. 습곡이 형성되는 것은 시간과의 관계라기보다 횡압력(수평으로 주어진 압력)을 받았을 당시에 그 지층이 얼마나 부드러웠는지에 달려있다. 즉 그 지층이 아직 굳기 이전 상태에서만 형성이 가능하다.

 

스티브 오스틴과 존 모리스는 이에 대한 퇴적암의 습곡 형성에 대한 공학적 실험을 시도해보았다.(1) 그 실험 결과는 압력을 가하는 시간이 느림과 빠름에 상관없었으며, 이미 굳어버린 암석은 결코 휘지 않으며 부서져 버리는 것이었다. 즉 지구상에 관찰되는 습곡들은 그 암석이 굳기 전, 그러니까 물속에서 퇴적작용이 끝난 지 얼마 안되었을 때 받은 압력에 의해서만 형성이 가능한 것이다. 더군다나 그 두꺼운 모든 지층들이 서로 평행하게 휠 수 있는 것은 아래 지층부터 맨 위까지 전 지층이 동일하게 굳기 전에나 가능하다. 즉 이들 전 지층이 형성된 시기가 거의 비슷해야 한다는 것이다.

 

여러 번 언급되었듯이 퇴적 지층이나 그 속에 갇혀있는 화석과 석탄 등은 빠른 속도의 물과 흙의 이동에 의해서 형성된다. 그 지층의 연속성, 예를 들면 미국의 경우 어떤 지층은 북미 전역에 걸쳐 연결되어 있는 것으로 보아 이는 흙의 양뿐 아니라 이를 운반시켰던 물의 규모가 대단했음을 암시하는 것이다. 지층형성 과정이야 말로 노아홍수와 같은 모든 깊음의 샘들이 터지고 전 지구가 물로 덮였던 격변을 고려하지 않고는 상상하기 어렵다.

 

또한 대규모적으로 지층이 휘는 이런 습곡작용도 노아홍수와 같은 조건 하에서만 쉽게 설명될 수 있다. 즉 노아홍수 후기 물이 빠지는 과정을 의미하는 것이다. 전지구적인 퇴적작용을 마친 후, 전지구적으로 산이 오르고 골짜기는 내려가는 그리고 물이 육지에서 물러가는 과정을 의미한다.

 

지질학자들은 언젠가부터 대륙이 상대적으로 이동해왔다는 것에 동의를 한다. 이를 대륙이동설 또는 판구조론이라고 한다. 그리고 이들 대륙(지판)들이 서로 부딪히는 부분은 높아져서 산맥을 이루고, 상대적으로 멀어지는 부분은 넓어지고 낮아져서 바다가 되었다고 믿는다. 그러나 대륙이 이동하는 과정에 대한 동의와는 달리 이들이 이동하는 속도와 시기에 대하여는 아직도 의문이 가득하다. 대륙이동설이 처음 대두되었을 당시인 1960년대만 해도 지질과정의 속도와 강도가 오늘날과 동일하다는 동일과정설의 패러다임이 우세했기 때문에 대륙이 이동하는 속도도 아주 느렸을 것으로 여겨왔다. 그러나 증거가 누적될수록 언젠가 대륙이 아주 빠른 속도로 움직였다는 쪽으로 바뀌고 있다.

 

 

 

산을 구성하고 있는 휘어진 지층들 역시 동일과정설로는 도저히 설득력을 갖기 어려운 모습이다. 이미 기존 지층들이 암석으로 단단하게 굳어버렸을 것이기 때문이다. 그러나 이것은 노아홍수 후기에 대륙이 이동하면서 서로 상대적으로 이동하는 모습을 그려보면 쉽게 이해된다. 서로 부딪히는 곳은 지층이 휘어지며 솟아올라 높아지고 벌어지는 곳은 낮아지고 넓어져서 바다를 이루었을 것인데, 이 모든 과정이 일어나는 시기는 지층이 형성된 직후이기 때문에 모든 지층이 굳기 전의 상태였을 것이다. 그러므로 쉽게 휘어지고 지금 우리가 보는 습곡을 보여주는 산맥을 만들었을 것이다. 실제로 히말라야나 안데스 산맥들은 아래뿐 아니라 정상에서도 지층 속에 수많은 조개나 물고기와 같은 해양화석들을 간직하고 있는데, 이는 노아홍수 전기에 물속에서 퇴적된 것임을 확인케 한다. 지구의 수많은 곳에서 관찰되는 휘어진 지층은 전지구적으로 일어난 격변, 노아홍수 전후기의 모델로만 이해될 수 있는 것들이다.

 

1. Steven, A. A., and Morris, J. D., “Tight Folds and Clastic Dikes as Evidence for Rapid Deposition of Two Very Th ick Stratigraphic Sequences’, International Conference on Creationism, p.3-15, 1986.