세인트 헬렌산 폭발, 동일과정설 논리에 찬물
떠다닌 수백만 통나무, 다지층 나무 화석 설명
생태계 빠른 회복, 대홍수 이후 지구 이해 모델
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| ▲급속히 형성된 세인트 헬렌산의 지층. ⓒ서 교수 제공 |
1980년 5월 18일 미국 워싱턴 주에 소재하는 세인트 헬렌산(St. Helens Mountain) 폭발은 미리 예견된 폭발로서, 많은 지질학자를 포함한 여러 과학자들이 지대한 관심을 갖고 지켜보았다.
헬렌산의 폭발은 지구의 나이가 오래 되었다는 것을 지지하는 지질학 중심 원리인 동일과정설(uniformitarianism)에 정면으로 도전하게 된 중요한 사건이었다.
헬렌산 폭발 이후 40년이 지나면서, 아직까지도 폭발 후 생태계가 어떻게 회복되는가에 관한 조사 등 많은 연구를 계속하고 있다.
지질학에서의 오래된 연대는 생물진화론에도 심대한 영향을 주어, 다윈의 진화론이 태동하는 결정적인 계기가 되었다.
제임스 허튼(James Hutton)에 의하여 주장된 동일과정설은 1859년 다윈의 저서인 '종의 기원'에서 생물학적 진화는 오랜 시간 돌연변이와 자연선택을 통하여 이루어진다는 가설의 논리적인 토대가 되었다. 동시대인 1865년 존 루벅은 인간의 역사를 구석기, 신석기로 나누는 진화론적 역사관을 주장하였다.
이후 제임스 허튼은 우리가 사용하고 있는 고생대, 중생대, 신생대를 나누는 지질시대표(지질연대표)를 1872년 완성하게 된다. 당대 지적 세계를 이끌었던 위 3인에 의해 성경적인 세계관은 점차 진화론적 세계관으로 바뀌게 되었으며, 이후 모든 학문은 진화론적 세계관의 패러다임 안에서만 논의되고, 성경적인 세계관은 철저히 배제되었다.
동일과정설에 찬 물을 끼얹은 세인트 헬렌산 화산 폭발
그러면 동일과정설에 근거하여 지구 나이를 오래된 것으로 주장하는 것은 과연 과학적인 타당성이 있는 것인가? 생물의 진화가 오랜 세월 동안 무수한 변이와 자연선택을 통하여 이루어질 수 있는가?
지질시대표는 지구를 이해하는 불변의 진리인가 하는 문제에 대하여, 세인트 헬렌산의 폭발은 우리에게 어떤 교훈을 주는가를 알아보겠다.
동일과정설은 지각이 생기는 과정에서 오랜 세월 쌓이고 쌓여, 지금 현재의 지구를 만들었다고 주장하는 학설이다. 헬렌산의 폭발은 이러한 동일과정설에 찬물을 끼얹는 사건이었다.
전 세계 대부분의 지층은 백설기 시루떡 모양처럼 층층이 쌓인 모습을 보인다. 지층이 어떻게 생기는가를 연구하는 '층서학(層序學)'의 숙제 중 하나는 왜 지각이 예외없이 층층이 평평하게 쌓이는 모습을 하고 있는가 하는 점이다.
오랜 세월 동안 지각이 쌓이려면 지표면에 여러 동식물이 자라고 홍수나 풍화 등에 의하여 지각이 울퉁불퉁 해야 할텐데, 지각은 매우 날카롭게 층층이 쌓이는 모습을 보인다.
과학자들은 1980년 5월 18일 최초의 헬렌산 폭발 이후, 최대 12미터(m)의 새로운 퇴적 지층이 순식간에 형성되는 것을 관찰하게 되었다. 이러한 급속한 퇴적층은 떨어진 화산재, 화산 쇄설물의 흐름, 산사태로 인한 토사의 운반 등에 의하여 매우 빠른 시간 안에 형성됨을 알게 되었다.
예전에는 이러한 얇은 층리를 가진 퇴적층의 형성에 오랜 시간이 걸릴 것으로 추측했지만, 세인트 헬렌산에서는 단 한 번의 폭발로 7.5m 두께의 지층이 단 몇시간 만에 형성되었다.
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| ▲하루 만에 형성된 세인트 헬렌산의 작은 그랜드 캐년(Little Grand Canyon). ⓒ서 교수 제공 |
격변설에 의한 빠른 침식과 퇴적
우리가 사는 지구는 퇴적암이 전체 암석의 75%를 차지한다. 동일과정설 신봉자들은 이러한 퇴적암이 매우 오랜 동안 서서히 쌓이는 과정을 거쳐서 만들어지므로, 지구의 나이는 46억년이라고 주장한다.
이런 주장은 지구의 나이를 측정하는 수백 가지의 방법 가운데 가장 오랜 날짜를 나타내는 것을 택하였기 때문이지, 지구의 실제 나이가 46억년이라고 과학적으로 증명된 사실은 아니었다.
미국 애리조나(Arizona) 주에 위치한 그랜드캐년(Grand Canyon)은 지각 연구의 모델이라고 할 정도로 넓고 깊은 협곡을 가지고 있다.
여기서는 지구의 지각을 한 눈에 볼 수 있는 곳이 여러 군데 나타나는데, 이곳의 암석은 크게 기저암(基底岩, 창조시 만들어진 암석)과 여러 화석층을 가진 퇴적암으로 나뉜다. 퇴적암은 예외 없이 층층이 쌓여진 모양인 반면, 하층의 기저암은 상당히 단단하며 정해진 형태가 없다.
창조지질학자들은 매우 정교하게 발달된 화석이 어느 특정 시기에 일정 지층에서 동시에 폭발적으로 발견되며, 그 시기 바로 전 아래 지층에서는 화석이 거의 발견되지 않는 것으로 보아, 노아의 대홍수에 의해 여러 다양한 지층이 비교적 짧은 시기에 형성되었을 것으로 판단한다.
세인트 헬렌산 폭발로 인하여, 지층의 침식과 퇴적도 이전에 주장되었던 것보다 훨씬 빠르게 일어날 수 있음을 보여 주었다.
실제로 1982년 3월 19일 헬렌산 재폭발은 상부에 쌓였던 눈과 얼음을 녹이면서 진흙 흐름(mudflow)을 가져왔고, 터틀 강(Turtle river) 계곡의 노스 포크(North Fork)로 흘러가면서 최대 42m 깊이의 새로운 협곡을 만들어, 이를 '리틀 그랜드 캐년(Little Grand Canyon)'으로 부르게 됐으며 그랜드 캐년의 약 1/40 축소 크기이다.
이는 노아의 대홍수와 비교할 수 없는 작은 규모이나, 전 지구적 대홍수와 화산 폭발로 인한 거대한 쓰나미는 짧은 시간 안에 협곡들을 파내고, 산을 침식시킬 수 있는 막대한 물을 제공했을 것이다.
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| ▲헬렌산 스피릿 호수(Spirit Lake)에 수직으로 늘어선 통나무들. ⓒ서 교수 제공 |
스피릿 홍수에서 발견한 다지층 화석 나무의 생성
지질학 교과서에 소개되는 다지층 나무 화석(Polystrate trees)은 진화론자들의 골칫거리였다.
나무는 오래 살아야 수천 년인데, 여러 지층을 뚫고 생긴 나무 화석을 어떻게 해석해야 하는 것이 문제였다. 왜냐하면 지층이 층층이 쌓이려면 수만 년, 혹은 수십만 년의 세월이 지나야 하기 때문이다.
헬렌산 폭발로 근처 스피릿 호수(Sprit Lake)에는 수백 만개의 통나무 매트(Log mat)가 둥둥 떠다니게 되었다. 이 가운데 뿌리가 보존된 나무들은 직립한 채로 가라앉아 호수 아래의 부드러운 흙 속에 파묻히게 되었다.
이들은 종종 석탄층을 관통하여 뻗어 있는 수많은 다지층 나무화석과 미국 옐로스톤 국립공원(Yellowstone National Park) 스페시멘 능선(Specimen Ridge)의 화석화된 숲(Petrified forests)을 설명하는데 도움이 되었다.
헬렌산의 폭발 이후 동·식물군(動.植物群)을 중심으로 한 생태계의 빠른 회복은 노아 대홍수 이후 지구를 이해하는 좋은 모델이 되고 있다.
19세기 중엽 일부 지식인들에 의해 주장된 진화론과 동일과정설에 근거해 지구의 역사가 현대인의 주요한 세계관으로 자리매김했는데, 20세기 말인 40년 전 세인트 헬렌산의 폭발은 하나님께서 이 세상을 물로 심판하고 어떻게 회복하는가를 이해하는 귀한 사례가 되고 있다.
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| ▲여러 개의 지층을 관통하는 나무 화석(다지층 화석). ⓒ서 교수 제공 |
서병선
한동대 명예교수
서울대 학사
KAIST 석사
Weizmann Institute of Science (Israel) 박사
현 한국창조과학회 부회장
한동대학교 기획처장, 학생처장 역임
