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고대의 얼음 (Ancient Ice) 1
Sean D. Pitman

     오늘날 대부분의 과학자들은 이 지구 상의 여러 장소, 예컨대 그린란드, 남극, 그리고 다른 많은 장소에 매우 오래된 얼음이 있다고 생각하고 있다. 이러한 지역들의 얼음은 매우 특징적으로 연차적인 양상(annual pattern)으로 층을 이루며 쌓인 것처럼 보인다. (연륜층, anuual layer ; 빙호점토의 호상층리와 같이 1년에 한 쌍의 암색과 담색의 층이 쌓였다고 추정되는 층으로, 이를 헤아려 경과된 년 수를 알 수 있다고 진화론자들은 주장한다.) 사실상, 이 양상은 시각적으로나 화학적으로 둘 다 인식되고, 약 4,000-5,000 미터 아래까지 나타난다. 실제로 일어나는 것은 전년의 눈이 새로운 눈 층 아래에 묻힘에 따라, 추가적인 눈 층의 하중과 더불어 시간이 지남에 따라 굳어지는 것이다. 이 굳어진 눈이 '만년설 (firn)”로 불린다. 이렇게 수 미터 층을 이룬 만년설은 단단한 얼음 층으로 변한다 (30cm 되는 굳은 눈은 한층 더 압축되어 약 10cm의 얼음으로 된다는 점을 주목하라).

 


남극 대륙은 평균적으로 1년에 '물 당량(water equivalent)”이 단지 5cm인 반면, 그린란드는 물 당량이 50cm를 넘기 때문에 이러한 층들은 그린란드 빙모(ice cap, 만년설 혹은 빙원)와 비교했을 때 남극 빙모 위에서 훨씬 더 얇다.1, 2 이 층들이 압축과 수평류(lateral flow, 도표 참고)로 말미암아 더 많은 눈과 얼음 아래 묻힘에 따라 훨씬 더 얇아지기 때문에, 남극 빙모의 더 얇은 층은 같은 깊이에 있는 그린란드 빙모의 층보다 헤아리기가 훨씬 더 어렵게 된다. 따라서 과학자들은 비록 훨씬 더 오래된 얼음이 다른 건조한 장소에서 나타남에도, 가장 정확한 역사적 정보는 그린란드에서 나타난다고 생각하고 있다. 그럼에도 불구하고, 미국 그린란드 빙상 프로젝트(GISP2)와 유럽의 그린란드 얼음 코어 프로젝트(GRIP)를 통해 그린란드 빙모에서 시추해낸 얼음 코어(ice cores)는 정말로 최대로 잡아 160,000년 정도 된 것으로 생각되고 있다.


 

 


 


 

시각적인 방법 (The Visual Method)


  그러나 어떻게 이 층들을 정확하게 세었을까? 명백히, 표면에 있는 층들은 시각적으로 세기 쉬우며 그린란드에서는 그 층들이 1,500에서 2,000m 깊이까지 꽤 쉽게 식별된다 (그림 참고). 그러나 여기에서조차도 몇몇 문제가 있다. 얼음의 연층(a yearly layer)과 아년층(a sub-yearly layer)을 어떻게 구별할까?  예를 들면, 여러 가지 대규모 눈보라나 눈더미가 어떤 해에 여러 층으로 쌓이는 것은 가능할 뿐만 아니라, 실제 그렇다. 하루나 이틀만큼 매우 짧은 기간을 나타내는 변동(oscillations)은 얼음 층에 따라 다양하게 나타난다.6 폭풍은 온도 양상에 따라 다양하다. 그것들은 또한 몇 시간에서 며칠, 몇 주 또는 심지어 수개월까지도 지속될 수 있다.


 


물론, 이러한 폭풍과 다른 이상 날씨 양상은 동일과정적(uniformitarian) 패러다임에 대해 어떤 문제점을 제시할 수도 있다. 지구 물리학 학술지(Journal of Geophysical Research)의 1997년 호에서 발췌한 다음 내용을 숙고해 보라 :

”근본적으로, 어떤 연층의 표시(annual marker)를 계수하는 데 있어서, 우리는 그것이 절대적으로 명확한지, 또는 비연층적인 사건들이 연층(1년의 표시)을  닮았거나 불명료하게 할 수 있는지를 물어보아야만 한다. 눈으로 보여지는 층(visible strata)들에 있어서 (그리고, 중부 그린란드의 축적률로 나타내지고 있는 다른 연층 지시자(indicator)에 있어서), 아계절적 또는 폭풍 수준에서, 연층 수준에서, 그리고 더 긴 다양한 주기 (2년, 태양의 흑점 등)에 있어서, 변화(variability)가 있다는 것은 거의 확실하다. 우리는 명백히 큰 폭풍에 의한 축적, 또는 눈 사구 등을 1년으로 잘못 식별하거나, 혹은 여름을 지시하는 미약한 부분을 놓쳐서 2년 간격을 1년으로 잘못 식별할 가능성을 받아들여야만 한다.” 7 

이 현상에 대한 좋은 예는 그린란드의 해안 지역처럼 강설량이 매우 많은 지역에서 발견될 수 있다. Bob Cardin과 그의 중대의 대원들은 2차 세계대전이 한창인 1942년에 6대의 P-38 전투기와 2대의 B-17 중폭격기를 연료가 부족했기 때문에 그린란드의 동해안으로부터 17마일 떨어진 이 지역에 버렸어야만 했다. 수십년 후인 1981년에 이 최초 중대의 몇몇 대원들은 그들의 항공기를 회수할 수 있는지를 알아보기로 결정했다. 그들은 눈 아래 몇 피트에 묻혀있는 그 비행기를 찾을 것이라고 생각하면서 그린란드에 있는 그 지점으로 날아 갔다. 하지만, 놀랍게도, 그곳에는 아무 것도 없었다. 심지어 금속 탐지기로도 아무 것도 찾을 수 없었다. 더 나은 탐지 장비로 수년 간 수색한 후인, 1988년에 마침내 대략 78m (260피트) 얼음 아래에서 그 비행기들을 발견했다. 그리고 그 중의 하나(Glacier Girl, P38)를 회수해서 드디어 예전의 모습으로 회복시켰다.20  (참조 : 잃어버린 비행중대 : http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=281)


적어도 이 토론의 목적에 있어서, 이 이야기의 가장 흥미로운 점은 그 비행기들이 발견된 깊이이다. 그 비행기들이 78m (260피트) 이상의 얼음에 묻히는데 단지 46년 밖에 걸리지 않았다. 이것은 매년 약 5m (17피트)의 치밀한 눈, 혹은 1.7m (5 ½ 피트)가 조금 넘는 얼음으로 계산된다. 전화 인터뷰에서, Bob Cardin 에게 회수된 비행기 위에 얼마나 많은 얼음 층이 있었는지를 물었다. 그는 ”아, 비행기 위에는 수백 층의 얼음이 있었습니다.” 라고 답변했다. 각 층은 1년이라는 시간을 타나내는 것으로 간주된다는 말을 들었을 때, Bob은 ”그건 말도 안돼요!” 라고 말했다.


 



그 층들의 각각은 따뜻함의 정도가 다른 (따뜻하고, 춥고, 따뜻하고, 춥고, 따뜻하고, 추운) 기간을 나타낸다.”21 또한 어떤 이들이 주장하는 것처럼 그 비행기들이 시간이 지남에 따라 얼음 속으로 가라앉지 않았다. 그것들은 눈으로 채워져 있지 않았고 텅 빈 채로 남아있었기 때문에, 얼음이나 눈보다 비중이 더 작았다.  사실상 거의 50년에 걸쳐 매년 내린 눈이 그것들을 묻었다.


 

 

이제 분명히, 이 예는 그린란드 중심부나 남극 대륙의 중심부의 실제 기후가 반영되지 않았다는 것을 보여준다. 해안 지역으로서, 그 지역은 연간 5.1m (17피트)의 눈이 내리는 엄청나게 많은 폭풍과 다른 아년차적(sub-annual) 사건에 노출되어 있었다는 것이다. 그리고 지금도 커다란 눈보라가 또한 중부 그린란드 위에 쌓이고 있다. 그리고 최근의 따뜻했던 Hipsithermal 기간(오늘날보다 4도 정도 더 따뜻한 기간)에도, 중부 그린란드와 심지어 남극 대륙에 걸친 강설량은 오늘날보다 훨씬 더 많았다. 그렇다면, 과학자들은 연층과 아년층을 어떻게 구별할까? 특히 얼음 층 아래로 내려갈수록 더 얇아지므로, 시각적인 방법 그 자체만으로는 오히려 제한적인 것처럼 보인다. 



산소와 다른 동위원소들 (Oxygen and Other Isotopes)


과학자들이 연륜층(annual layers)을 확인하기 위해 사용하는 다른 많은 방법들이 있다. 그 중의 한 가지 방법은 온도 변화와 관련이 있는 16O와 18O (그리고 17O) 사이의 산소 동위원소 변동(oxygen isotope variation)에 근거를 두고 있다. 예를 들면, 무거운 18O 동위원소를 가지고 있는 물(H2O)은 가벼운 16O 동위원소를 포함하는 물분자보다 증발이 느리고, 응결은 더 쉽게 일어난다. 18O가 증발되고 대기로 이동하기 위해선 더 많은 에너지(더 따뜻한 날씨)를 필요로 하기 때문에, 18O는 빙상에 겨울보다 여름에 더 많이 쌓이게 된다. 그렇다면 명백히, 이 산소 동위원소의 변화율이 따뜻하고 추운 (빙하기와 같이) 긴 기간뿐만 아니라, 여름과 겨울의 연간 주기를 분명히 구별할 수 있다는 것은 옳을까? 꼭 그런 것만은 아니다.


 

 

 

이 방법이 지닌 주요한 결점은 이 산소 동위원소가 제자리에 머물러 있지 않는다는 것이다. 그것들은 시간이 지남에 따라 흩어진다. 이것은 특히 눈이 얼음으로 바뀌기 전에 치밀한 눈이 쌓여있는 '만년설(firn layer)”에 있어서 더욱 그렇다. 따라서 이 얼음 층의 가장 초기 층에서부터, 다른 동위원소뿐만 아니라, 산소 동위원소 비율이 중력확산(gravitational diffusion)에 의해 바뀌므로, 얼음 코어 아래로 내려갈수록 연층에 대한 신뢰할 수 있는 표시로 사용될 수 없다. 이 현상에 대한 실제적인 증거 중의 하나는 그린란드의 캠프 센츄리(Camp Century)에서 얻어진 2,000년 된 얼음에서 발견된 현저한 산소 동위원소의 풍부함 (오늘날 대기 중의 산소비율에 비해)이다.흥미롭게도, 동위원소 확산이라는 이러한 특성은 오랫동안 문제점으로 인식되어왔었다. 1989년 당시에 Fred Hall의 다음의 논평을 숙고하여 보라.

축적된 만년설 (firn, 얼음-눈 낟알들)은 분자확산(molecular diffusion)에 의해 중력적 풍부함(gravitational enrichment)이 유지되어질 수 있도록 하는 거대한 컬럼 체(columnar sieve) 처럼 작용한다. 주어진 시추공에서, 방금 떨어진 눈이 얼음으로 전환되는 사이의 시간은 대략 만년설 층의 높이(미터)를 새로운 얼음의 연간 축적 미터로 나누어서 얻어질 수 있다. 이 결과 북극과 남극권 내부의 만년설 층의 축적은 단지 수백년 정도에 쌓여질 수 있으며, 천년 정도이면 충분하다는 것이다. 다시 말하자면, 이 긴 기간 동안에 지속적으로 가스-여과 과정이 진행됨으로, 그러한 가스들의 존재를 사용해서 수천 년에 해당하는 연층을 계수하는 어떠한 가능성도 제거되어야 한다는 것이다.” 4

1985년 Nature 기사에서 Lorius 등은 다음을 진술하는데 동의하였다.

”동위원소에 대한 좀 더 구체적인 조사에 따르면, 계절에 따른 델타 18O의 변이는 확산(diffusion)에 의해 급격히 평탄해지므로, 신뢰할만한 연대를 동위원소 층서학 (isotope stratigraphy)에서 얻을 수 없다.” 29

그래서, 18O/16O 분석이 별 도움이 되지 않기 때문에, 10,000년 정도까지 다양한 코어의 연대를 결정하기 위해서 대신 10Be/9Be 동위원소 분석이 사용된다. 하지만 Vostok 얼음 코어에 대한 10Be/9Be 동위원소 분석 연대측정은, Dome C 얼음 코어에 대한 연대가 정확하다는 것을 근거로 하여 보정되었고(calibrated), Dome C 얼음 코어는 Vostok 얼음 코어의 연대가 정확하다는 것을 근거로 해서 보정되었다.30 그러면, 이것이 바로 순환논법이 아닌가! 게다가, 나는 베릴륨 동위원소가 확산 효과(effects of diffusion)에 있어서 산소 동위원소보다 조금이라도 더 저항력 있는지를 설명하는 어떠한 근거도 찾을 수가 없었다.


(다음에 계속됩니다)

 

 

*한국창조과학회 자료실/지질학/빙하기

    http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=G05

 

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출처 : Revolution against Evolution, 2003. 9. 19
URL : http://naturalselection.0catch.com/Files/ancientice.html
번역자 : IT사역위원회

관련 자료 링크:

1. 고대의 얼음 (Ancient Ice) 2
2. 빙하기와 창세기 홍수 (The Ice Age and the Genesis Flood)
3. 급속히 질주했던 빙하들 (Galloping Glaciers)
4. 과거 그린란드는 푸른 숲이었다. (Greenland Was Forest Green)
5. 북극 지방의 혹서기 (Arctic Heat Wave)
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8. 로렌타이드 빙상 가장자리 얇은 얼음의 오래된 연대 수수께끼 (Long-age puzzle of thin ice at the edge of the Laurentide Ice Sheet)
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