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방사성 탄소 연대 측정법

연대를 측정하는 방법에는 여러가지가 있습니다. 우라늄-납(U-Pb)부터 시작해서 칼륨-아르곤(K-Ar), 루비듐-스트론튬(Rb-Sr)법 등 원자의 붕괴를 이용하는 방법 뿐 아니라 열발광연대측정법, 고지자기연대법 등 그 이외의 방법도 많습니다.
하지만 창조론자들이 가장 좋아하는 연대측정법은 따로 있습니다. 바로 방사성 탄소 연대 측정법입니다. 아 물론 다른 연대측정법에 비해 '상대적으로' 좋아한다는 뜻이지 전폭적인 지지를 보낸다는 뜻은 아니죠.

그 이유를 알 것도 같습니다. 매우 오랜 시간을 측정할 수 있는 다른 연대측정법들고는 달리, 반감기 5730년의 14C를 이용하는 탄소연대측정법은 결코 수억년의 결과가 나올 수가 없기 때문이죠. 석탄기(3억5920만년전~2억9900만년전)에 만들어진 탄소층이나 공룡화석(2억년전~6500만년전) 등을 탄소연대측정법으로 조사해 보면 거의 대부분 몇만년 이내의 값이 나오거든요(그 이유는 밑에 정리하겠습니다). 창조론자들이 좋아할만 하죠.

남반구와 북반구의
대기중 탄소-14 농도 연간 변화
말하자면 탄소연대측정법은 짧은 시간을 정확하게 재는 초시계(stopwatch)나 마찬가지입니다. 그런데 인간의 수명을 초시계로 재겠다고 나섰다가, 몇번의 오버플로우(overflow)를 거치고 15.3초가 나온 것을 보고는 '인간의 수명은 15.3초다'라고 주장하는 것이나 마찬가지입니다.

또한 탄소연대측정을 할 때는 1950년을 기준으로 합니다. 왜냐하면 1950년대 이후 거듭된 핵실험으로 인해 대기중의 탄소농도가 달라졌기 때문입니다. 그리고 그 이전의 연대는, 연대를 확실히 알 수 있는 것 - 나무의 나이테 등 - 을 통해 보정을 합니다.



비단 탄소연대측정법만이 아니라 모든 연대측정법에는 '보정'이 들어갑니다. 이를테면, U-Pb법에 대한 창조론자들의 가장 큰 반론이 '최초의 납의 농도를 알 수 없다'라는 것이죠.

하지만 이미 과학자들은 그 사실을 알고 있었고, 그것을 보정할 방법도 찾아놨습니다. 바로 납과 우라늄의 원자크기를 이용하는 방법입니다.

용암이 굳을때 원자크기가 작은 납은 암석결정속에 잘 파고들 수 있는 반면, 비교적 원자크기가 큰 우라늄은 굳은 암석 속으로 파고들기가 어렵습니다. 그 때문에 암석이 굳은 초기, 납은 암석 전체에 골고루 퍼져있는 반면, 우라늄은 용암이 늦게 굳은 암석 깊은 곳에 존재하게 됩니다.
이후 시간이 흘러 우라늄이 붕괴함에 따라 납 농도의 변화가 생깁니다.
연대측정법
이 변화량을 역추적해서 암석속 납농도가 동일해지는 시점이 바로 암석의 연대가 되는 것이죠.
연구 따위는 하지 않는 소위 '창조과학자'들은 이러한 과정을 무시하고, 과학자들의 일이 엉터리라고 헛소리만 하고 있는 것입니다.


그건 그렇고, 왜 수억년전 시료를 탄소연대측정법으로 측정하면 몇만년의 연대가 나올까요? 위에 보기를 든 초시계처럼 탄소연대측정법도 '오버플로우'가 있을까요?

첫번째 문제는, 방사성원소의 붕괴는 지수함수적으로 일어난다는 점입니다. 초기에 모원소(母元素 - 붕괴되기 전의 원소)가 많을 때는 급격하게 줄어듦으로 어느정도의 오차가 있어도 연대를 비교적 정확하게 측정할 수 있습니다.
하지만 모원소의 양이 감소함에 따라 측정이 정확해도 계산된 연대는 꽤 큰 오차를 가질 수 있습니다.
윗 그림에서 붉은색과 녹색의 측정오차는 같지만 그것으로부터 나온 계산오차는 모원소의 양이 줄어들수록 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 그 때문에 오래된 시료에 대해서는 반감기가 더 긴 원소를 사용하지, 탄소연대측정을 하지 않는 것이죠.

하지만 그것보다 더 큰 문제는, 창조론자들이 했다고 주장하는 '공룡뼈에 대한 탄소연대측정법'입니다.


자랑스럽게 공룡뼈를 발굴하고 실험하는 과정을 유튜브에 올려놨더군요. 그런데...


톱질을 하고 있네요. 그것도 야외에서.. 저 쇠톱을 멸균처리를 했다고 해도 야외에서.. 맨땅에 올려놓고 야외에서.. 땀을 뚝뚝 흘리는 야외에서....


이번엔 메스로 화석을 긁고 있습니다. 그것도 야외에서... 저 칼이나 장갑을 멸균처리했다고 해도 야외에서... 저 알루미늄 호일이 샌드위치를 쌌던 것이 아니라고 해도 야외에서....

과연 저 시료에 다른 유기물 - 세균, 먼지, 꽃가루, 땀방울 등 - 이 들어가지 않았다고 확신할 수 있을까요? 깨끗한 실험실에서 온몸을 감싸는 멸균복을 입고 마스크를 쓰고 실험해도 자칫하면 시료가 오염되는 것이 과학실험입니다. 최소한 멸균처리된 실험실에서 다이아몬드톱으로 정밀하게 자르지도 않으면서 실험을 했다구요...

아시다시피 저 공룡뼈 화석은 최소 6500만년 전의 시료입니다. 어차피 이 시료로는 탄소연대측정을 할 수 없을 뿐더러(위에서 말했듯 오차가 매우 큽니다) 실제로 한다고 해도, 미량의 유기물이라도 들어가면 엉뚱한 값이 나올 겁니다. 아마 6500만년과 0년이 섞여 몇만년 연대가 나오겠죠.


위의 창조과학회에서도 고백했다시피 22000~39000년의 측정결과는 공개되지 못했죠. 이딴 식으로 실험해놓고 공개했다가는 망신을 당하기 딱 좋았기 때문입니다(그러면서 자신들이 어떤 음모의 희생자인 듯 분장을 하고 있습니다).


하지만 이렇게 동영상을 공개하면, 정밀실험에 대해 잘 모르는 일반인들은 의례 이렇게 실험하는줄 알고 과학자들을 불신하게 될 겁니다.

이렇게 엉터리로 실험한 것을 가지고 비전문가들을 선동하는 곳이 창조과학회, 그리고 그 동영상에 속아 헛소리를 하는 것이 창조론자들입니다.

참고로


여기 해당 실험의 발표과정 있네요. 여기에서는 잘렸지만 발표 이후에 질의응답시간이 있습니다. 이 발표를 본 다른 과학자들이 질문을 하고 발표자가 대답을 하는 시간이죠. 과연 그 시간에 무슨 일이 일어났을지 궁금하네요...


진화론 이야기 - 지층연대 측정법

순환논리란 자꾸 처음으로 되돌아가는 논리를 말하죠.

1. 철수네 집은 영희네 집 옆이다.
2. 영희네 집은 철수네 집 옆이다.
3. 철수네 집은 영희네 집 옆이다.
4. 영희네 집은 철수네 집 옆이다.
......

이런 것이 순환논리입니다. 이 두 개의 논리로는 철수네 집도 영희네 집도 찾을 수 없는, 있으나마나한 논리죠.
대표적으로 성경무오론자들에게서 많이 보이는 오류입니다.

1. 성경의 신의 말씀이다
2. 그러므로 성경은 진리다.
3. 진리인 성경에 성경은 신의 말씀이라고 씌어 있다.
4. 성경의 신의 말씀이다
5. 그러므로 성경은 진리다.
6. 진리인 성경에 성경은 신의 말씀이라고 씌어 있다.
.....

마찬가지로 성경이 신의 말씀이라는 근거가 성경 자체에 있는 이상 이 논리로 알아낼 수 있는 것은 아무것도 없습니다.


그렇다면 이 순환논리를 제거하는 방법은 없을까요?

0. 영희네 집은 학교에서 동쪽으로 500m 떨어진 곳에 있다.
1. 철수네 집은 영희네 집 옆이다.
2. 영희네 집은 철수네 집 옆이다.
3. 철수네 집은 영희네 집 옆이다.
4. 영희네 집은 철수네 집 옆이다.
......


이와 같이 최초에 기준이 되는 논리 하나만 추가한다면 저 논리는 '순환논리의 오류'로부터 탈출할 수 있는 것입니다. 최초의 논리(0번)는 순환에서 벗어나 있기 때문이죠.



창조과학회에서 소위 '진화론의 오류'라고 주장하는 것들 중에 '화석연대의 순환논리'라는 것이 있습니다.

1. 화석연대는 그 화석이 발견된 지층의 연대와 같다
2. 지층연대는 그 지층에서 발견된 화석의 연대와 같다.
3. 화석연대는 그 화석이 발견된 지층의 연대와 같다
4. 지층연대는 그 지층에서 발견된 화석의 연대와 같다.
........

만약 진화론이 정말로 저런 순환논리가 포함되어 있었다면 이미 예전에 과학자들로부터 버림을 받았을 것입니다. 마치 지금 창조론이 버림받은 것처럼 말이죠.
실제로 화석과 지층의 연대측정 논리는 다음과 같습니다.

0. 지층연대는 여러가지 방식으로 계산할 수 있다.
1. 화석연대는 그 화석이 발견된 지층의 연대와 같다
2. 지층연대는 그 지층에서 발견된 화석의 연대와 같다.
3. 화석연대는 그 화석이 발견된 지층의 연대와 같다
4. 지층연대는 그 지층에서 발견된 화석의 연대와 같다.
........

즉 어떤 방법으로든지 지층의 절대연대를 측정할 수 있다면 '순환논리'라는 오명을 벗을 수 있다는 것입니다.

보통 지층의 연대는 직접적으로 측정할 수 없다고 합니다. 왜냐하면 퇴적암에 연대측정을 해봐야 그것은 '퇴적암을 이루는 성분이 용암에서 굳은 시간'일 뿐, '퇴적암을 이루는 성분이 퇴적된 시간'은 아니기 때문입니다. 창조과학회에서 주장하는 것이 바로 이것이죠.

하지만 창조과학회에서 말하지 않는 사실이 있습니다. 그것은 지층의 연대는 간접적으로 측정 가능하다는 사실입니다.

다음과 같은 지층이 있습니다.


이 지층이 만들어진 순서는 어떨까요?
가장 먼저 ㉠과 ㉡, ㉢이 차례로 만들어진 후, 화산 폭발로 인해 ㉥의 용암이 관입해 들어왔습니다. 그리고 지층이 융기하여 침식을 거친 후 다시 침강해서 ㉣과 ㉤이 차례로 퇴적되었음을 알 수 있습니다.

여기서 중요한 것은, ㉥은 용암이 굳은 화성암 - 연대측정을 할 수 있다 - 이라는 점입니다. 만약 이 화성암을 연대측정해서 500만년의 나이가 나왔다면 이 화성암에 의해 뚫린 ㉠과 ㉡, ㉢의 나이는 최소한 500만년 이상이라는 점을 알 수 있습니다.

다음에는 ㉢에 포함되어 있는 화성암 입자(자갈 등 - 윗 그림에서는 초록색 덩어리)의 연대를 측정할 수 있습니다. 위에서 언급했듯 이때 나오는 연대는 '자갈이 퇴적된 연대'가 아니라 '자갈이 용암에서 굳은 연대'입니다.
하지만 지층에 자갈이 포함되어 있다는 것은. 자갈이 포함되어 있던 암석이 생성된 후 그 암석이 침식되어 지층이 생겼다는 말이죠. 즉 저 자갈의 연대가 600만년으로 나왔다면 ㉢의 나이는 최대한 600만년 이하라는 사실을 알 수 있습니다.
즉 저 경우에 지층 ㉢의 나이는 500만~600만년이라는 사실을 간접적으로 알 수 있는 것이죠.

또는

이런 지층에서도 마찬가지죠. 이 지층은 가장 먼저 ㉠과 ㉡이 만들어진후 ㉦이 관입해 들어왔고, 다시 침식을 받은 이후 , ㉢이 쌓이고, 다시 ㉥이 관입해 들어왔습니다. 그리고 다시 침식을 거친 후 ㉣과 ㉤이 차례로 퇴적되었음을 알 수 있습니다.
여기서도 마찬가지로 ㉥과 ㉦의 연대를 측정할 수 있으니, ㉢의 연대는 저 둘의 중간이라고 알 수 있는 것입니다.

이런 식으로 지층의 나이를 판단하고, 그 지층에 포함된 화석의 나이를 판단한 이후에야, 이 화석이 표준화석이 되어, 다른 (간접적으로도 연대를 측정할 수 없는) 지층의 연대를 계산하는데 사용되는 것입니다. 이정도면 충분히 순환논법에서 벗어날 수 있겠죠?


덧 : 물론 만약에 관입된 용암의 연대가 600만년으로, 지층에 포함된 자갈의 연대가 500만년으로 나온다면 어떻게 될까요? 용암이 관입했을때 ㉢지층은 그때 만들어지지도 않았던 자갈을 포함하고 있다는 모순이 생길 것입니다. 연대측정법의 붕괴죠.
창조론자 여러분들은 이런 모순이 있는 지층을 찾아서 학계에 보고하도록 하세요. 여러분들이 찾은 지층을 과학자들이 인정한다면 여러분들이 바라는 대로 젊은 지구론(지구는 6000년 전에 창조되었다)과 생명창조론(모든 종이 한순간에 창조되었다)이 정설이 될 수도 있습니다.^^