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폴로늄 방사성할로 형성에 대한 열수 용액 수송 모델의 시험
(Testing the Hydrothermal Fluid Transport Model
for Polonium Radiohalo Formation)
Andrew A. Snelling

개요

미국 테네시 주와 노스캐롤라이나 주의 그레이트 스모키 산맥(Great Smoky Mountains)에 있는 썬더헤드 사암층(Thunderhead Sandstone)의 메타 장석질사암(meta-arkoses)들은 변성이 일어난 모든 지역에서 쇄설성 지르콘 입자(detrital zircon grains)들과 변성된 흑운모 박편(metamorphic biotite flakes)들을 같이 함유하고 있다. 퇴적 후의 원래 사암은 물(water)을 포함하고 있었을 것이다. 더군다나 십자석(staurolite)의 등변성도선(isograd, 변성대를 나눌 때 지시 광물이 출현하고 소멸되는 지점들을 지질도상에서 연결한 선)에서의 광물학적 변화에 관여한 반응은 다량의 물을 생산했을 것이다. 그래서 국부적 변성작용 동안에 열수 용액(hydrothermal fluids)으로서 이들 물은 폴로늄(Po)을 지르콘 입자로부터 흑운모 박편으로 운반(수송)해서, 후에 폴로늄 방사성할로(Po radiohalos)들을 만들게 하였을 것이다. 또한 십자석 등변성도선에 있는 많은 량의 열수 용액들은 그곳에서 더 많은 폴로늄 방사선할로들을 만들었을 것이다. 이 두 예측은 십자석 등변성도선에 걸쳐있는 메타 장석질사암에 4-5배의 폴로늄 방사선할로들이 존재함으로서 입증되었다.

또한 이들 결과들은 폴로늄 방사성할로들의 형성에 대한 ‘열수 용액 수송 모델(hydrothermal fluid transport model)’을 입증하는 것이다. 국지적 변성작용, 열수용액의 흐름, 국지적 변성암 복합체의 냉각, 그리고 폴로늄 방사성할로의 형성 등 모든 것들은 불과 수주(a few weeks) 이내에 발생해야만 했었다고 결론지었다. 이것은 격변적 판구조론(catastrophic plate tectonics)의 맥락 하에서, 그리고 창세기 홍수 동안 전반적으로 가속화된 238우라늄의 붕괴(accelerated 238U decay) 하에서 가능한 것이다.


서론

방사성할로들에 대한 연구는 RATE (Radioisotopes and the Age of The Earth, 방사성 동위원소와 지구의 나이) 프로젝트의 주된 핵심 사항이었다 (Snelling 2000). 이 연구의 결과로서, 화강암의 흑운모 박편에서 자주 함께 발견되는 238U과 폴로늄 방사성할로는 둘 다 동시에 형성되었음에 틀림없다는 결론이었다 (Snelling 2005). 이것은 폴로늄 모원소의 짧은 반감기 때문에, 수억 년에 해당하는(오늘날의 붕괴율로) 238U 붕괴가 단지 몇 일만에 일어났음에 틀림없다는 것을 의미한다.

가시적인 물리적 손상(238U의 방사성할로)과 폴로늄 방사성할로를 만드는 데에 필요한 5억~10억 개의 폴로늄 원자들을 생산해내기 위해서는, 그렇게 많은 238U의 붕괴가 있어야 할 필요가 있다. 그러나 많은 폴로늄들은 단 며칠 안에 붕괴되어 버린다. 열수 용액 수송 모델은 폴로늄이 어떻게 그의 모원소인 238U으로부터 분리되었고, 매우 짧은 거리로 수송되어서, 폴로늄 방사성할로를 형성하기 위해 인접한 방사성중심(radiocenters)으로 농축되었는지를 설명하기 위해서 제안되었다 (Snelling and Armitage 2003; Snelling, Baumgardner and Vardiman 2003; Snelling 2005).

이 연구의 또 다른 소득은 이전 기록에는 없었던, 변성암(metamorphic rocks)에서 풍부한 방사성할로들을 발견했다는 것이었다 (Snelling 2005). 그러나 그와 같은 발견은 예상됐었다. 왜냐하면 열수 용액(유체)들은 물로 포화된 퇴적암이 깊이 묻히게 될 때 만들어지기 때문이다. 열수 용액들은 퇴적암들이 국지적 변성암복합체로 전환되는 것을 도와준다. (Stanton 1982, 1989; Snelling 1994). 따라서 같은 열수 용액 수송 모델은 238U의 붕괴 산물들이 적절히 공급된 국지적 변성암에서 폴로늄 방사성할로들의 형성을 설명할 수 있다고 주장됐었다. (Snelling 2005). 

계속된 연구에서, 변성암에서의 이 폴로늄 방사성할로 형성 모델에 대한 테스트가 제안되었는데, 그것은 다음과 같은 이유에서였다. 사암(sandstones)들은 흔히 지르콘 입자들을 포함하는데, 이 입자들은 화강암의 침식으로부터 유래하여, 물이 운반해온 모래 침전물 안에 퇴적된 것이다. 그러한 근원 암석들의 화학적 풍화와 물로 운반 도중에 가해지는 입자들의 마모는 흑운모(biotite) 입자들은 파괴시켜서, 흑운모 입자들은 사암에서 결여되는 경향이 있다.

그러나 사암이 변성된 후에, 결과로서 생긴 결정편암(schists)과 편마암(gneisses)은 보통 흑운모 입자들을 포함하고 있다. 따라서 그것은 흑운모 입자들이 변성작용 동안 광물 반응을 통해서 형성된 것으로 볼 수 있다. 그러한 광물 반응이 실험실적 실험에서 연구되어왔었고, 거기에서 물은 흔히 부산물이었다 (Spear 1993). 이들 변성 과정이 일어나는 온도에서, 그러한 물은 인근의 지르콘 입자들로부터, 그리고 폴로늄 방사성할로들을 형성할 흑운모 박편에 침전된 폴로늄으로부터, 어떤 238U 붕괴 산물을 운반할 수 있는 열수 유체(용액)가 될 수 있을 것이다. 만일 이것이 맞는다면, 메타 사암(metasandstones)은 폴로늄 방사성할로들을 가지고 있어야만 하고, 메타 사암은 그 주장을 테스트 해보기 위해서 연구될 필요가 있었다.

(중간 내용은 원문 참조)
http://www.answersingenesis.org/articles/arj/v1/n1/testing-radiohalos-model

 

결론

그레이트 스모키 산맥 썬더헤드 사암층에 있는 장석질사암(arkoses)의 국지적 변성작용에 의해서 만들어진 광물학적 변화에 기초하여, 폴로늄 방사성할로 형성에 대한 열수 용액 수송 모델에 대한 테스트가 제안되어졌다. 이들 메타 장석질사암은 쇄설성 지르콘 입자(238U 붕괴로부터 폴로늄의 잠재적 근원)들과 변성된 흑운모 박편(폴로늄 방사성할로들의 잠재적 모광석)들을 같이 가지고 있다. 장석질사암이 최초로 퇴적되었을 때, 그것은 공극과 물을 가지고 있었을 것이다. 이것은 국지적 변성작용 동안에 열수 용액(hydrothermal fluids)이 되었을 것이다. 더군다나 십자석 등변성도선(석류석과 십자석 변성대 사이의 경계)에서 광물학적 변화를 일으킨 반응은 많은 양의 물들을 열수 용액으로서 만들었을 것이다. 따라서 폴로늄 방사성할로 형성에 대한 열수 용액 수송 모델이 유효하다면, 이들 메타 장석질사암의 흑운모 박편에는 폴로늄 방사성할로들이 있어야만 하며, 그리고 십자석 등변성도선에는 훨씬 많은 수의 폴로늄 방사성할로들이 있어야만 하는 것이 예측되었다.

두 예측은 사실인 것으로 입증되었다. 국지적 변성대를 따라 가로지르며 수집된 9개의 메타 장석질사암 표본들은 모두 폴로늄 방사성할로(주로 210Po)들을 가지고 있었다. 더군다나 십자석 등변성도선에 걸쳐있는 2군데의 표본들은 다른 7군데의 표본들보다 4-5배나 더 많은 폴로늄 방사성할로들을 가지고 있었다. 이 결과는 또한 폴로늄 방사성할로 형성에 대한 열수 용액 수송 모델을 입증하는 것이었다.

주로 210Po 방사성할로의 존재는 또한 지르콘 입자들로부터 흑운모 박편으로의 더 긴 수송 거리(>1mm)와 일치하였다. 그것은 이들 폴로늄 방사성할로들은 단지 150℃(흑운모 방사성할로의 열풀림 온도(annealing temperature)) 이하에서만 형성될 수 있기 때문에, 국지적 변성작용과 필요한 폴로늄을 수송할 열수 용액의 흐름이 빠르게 일어났음에 틀림없다고 결론지었다. 덧붙여서 이들 과정들과, 국지적 변성암복합체의 냉각, 그리고 폴로늄 방사성할로들의 형성은 모두 수 주 안에 발생했었음에 틀림없다. 이러한 일들은 격변적 판구조론(catastrophic plate tectonics)과 창세기 홍수 동안 엄청나게 가속화된 238우라늄의 붕괴(accelerated 238U decay) 하에서 가능할 수 있었을 것이다.  


References

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*참조 : Radiohalos in the Shap Granite, Lake District, England
: Evidence that Removes Objections to Flood Geology
http://www.answersingenesis.org/articles/aid/v4/n1/radiohalos-shap-granite

출처 : Answers Research Journal, Volume 1, 2008
URL : http://www.answersingenesis.org/articles/arj/v1/n1/testing-radiohalos-model
번역자 : IT 사역위원회

관련 자료 링크:

1. 폴로늄 방사성후광 : 실험되고 입증된 그들의 형성 모델 Polonium Radiohalos : The Model for Their Formation Tested and Verified
2. 폴로늄 방사성할로 : 여전히 ‘매우 작은 미스터리’ (Polonium Radiohalos : Still 'A Very Tiny Mystery')
3. 방사성후광 : 중요하고 흥미로운 연구 결과 (Radiohalos : Significant and Exciting Research Results)
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