지구의 나이(방사성탄소연대측정법)

현재 유일하게 화석의 나이를 측정할 수 있는 방법은 탄소연대 측정법 한가지 밖에 없다.

다시 말하면 죽어서 화석이 된 식물이나 동물에 대하여 나이를 측정 할 수 있는 방법은 탄소연대 측정법만 존재 한다는 것이다. 탄소연대측정법은 고등학교 과학책에서 배우게 된다.

나무껍질이 탄화되면 석탄이 된다. 석탄은 식물 화석이다. 따라서 석탄이 얼마만큼 나이가 먹었는가를 측정하려면 탄소연대측정법으로 측정 해야 한다. 하지만 탄소연대 측정법으로 측정하지 않는다. 이유는 후에 설명 하겠다.

탄소연대측정법을 이해하기 위해 단순한 과학정보가 필요하다.

원자에는 핵이 있고 핵은 양성자와 중성자로 이루어져있다.

모든 종류의 탄소는 6개의 양성자를 가지고 있다. 동위원소는 원자번호는 같고 질량수가 다른 원소를 말한다.

탄소 동위원소들은 중성자의 숫자가 다르다. 원자 질량수는 중성자+양성자의 갯수 이다.

따라서 질량수를 얘기하는 탄소 12에는 6개의 중성자가 있고(12(질량수)-6(중성자의갯수)) 가지고 있고 탄소 14는 8개의 중성자를 가지고 있다.(14(질량수)-6(중성자의갯수)

탄소12처럼 중성자와 양성자의 갯수가 같은 경우에는 안정적인 원소이고 탄소14처럼 중서자와 양성자의 갯수가 다른 경우에는 불안정한 원소이고 시간이 지나면 붕괴가 일어난게 된다. 다시 말하면 시간이 지남에 따라 붕괴가 일어나면서 다른 원소로 변한다는 것이다.

탄소14는 양성자와 중성자의 숫자가 다른 불안정한 원소이고 붕괴의 과정을 거쳐 질소로 바뀌게 된다. 이 붕괴되는 과정의 시간을 측정하여 연대를 측정 하는 것이다.

오늘날 대기에는 탄소가 존재하고 안정적인 불안정한 탄소14와 안정적인 탄소12가 1:1조의 비율로 존재 한다. 쉽게 얘기하면 안정적인 탄소12가 대부분이고 극소량의 불안정한 탄소14가 존재 한다는 것이다. 극소량의 탄소 14는 시간이 지남에 따라 질소로 바뀐다는 설명이다.

현재 대기중에 탄소14와 탄소12는 1대 1조 비율로 존재한다는 것을 과학자들이 측정을 한 것이다.

탄소는 식물들에 의해 동화작용이 일어나게 된다. 이때 탄소14와 탄소12는 1대 1조비율로 식물에 들어가게 된다. 이 식물을 짐승이 섭취를 하게 되면 역시 1대 1조비율로 들어가게 된다. 이러한 식물과 동물을 사람이 먹게 되면 역시 1대 1조 비율로 들어가게 된다고 가정을 하고 있는 것이다.

 

우선 탄소14가 어떻게 만들어 지는 알아보겠다.

질소14(N14)가 대기중에서 태양으로 부터 오는 강한 우주의방사선과 충돌을 하게 되면 탄소14가 만들어진다. 이렇게 만들어진 탄소14는 식물 동물과 같은 다양한 생물에 들어가게 되고 시간이 지나면 다시 질소14로 바뀌게 되는 것이고 다시 우주의방사선을 맞게 되어 탄소14가 되어 순환이 되는 것이다. 그래서 1대 1조로 유지가 되며 순환이 된다는 것이다.

 

오늘날 대기에는 1대 1조 비율로 탄소14와 탄소12의 양이 존재 한다. 따라서 살아있는 모든 생물의 몸안에는 1대1조 비율로 들어가고 나가게 된다. 하지만 살아있던 생물이 죽게 되면 더이상의 탄소가 유입되지 않게 된다. 이미 죽은 생물의 몸 안에는 탄소14와 탄소12의 비율이 1대 1조로 남아있게 된다. 이중 탄소 14는 시간이 지남에 따라 질소가스로 바뀌게 되어 몸에서 빠져나가게 된다. 시간이 지나면 탄소14와 탄소12의 비율이 바뀌게 된다. 탄소14의 양이 점차 줄기 때문이다.

석탄도 마찬가지로 탄소14의 양은 점차 줄어들게 된다.

 

아래 그림은 탄소연대측정을 하는 장치이다.

이 기계로 탄소 14와 탄소12의 양을 비교하여 연대를 측정하는 것이다.

 

처음 탄소14의 양의 절반이 줄어드는 기간을 반감기라고 한다.

이 반감기는 5730년이다. 그리고 처음양의 절반이 된 탄소14가 또 절반이 될때까지의 시간도 5730년이다.

풍선을 크게 불었다가 놓게 되면 풍선 내의 압력에 의해 처음에는 빨리 빠져나가다가 점차 천천히 빠져나가는 것과 같은 원리이다.

어떠한 식물이나 동물이 죽었다고 생각해보면 처음의 탄소12와 탄소14의 양은 1조:1이다 그후 5730년이 지나면 탄소14가 절반으로 줄어들어 2조:1이 되고 또 5730년이 지나면 4조:1이 된다.

화석이 발견된 후 탄소 연대측정법을 사용하여 나이를 측정한다. 측정을 해보니 탄소12와 탄소14의 비율이 4조:1이 나오면 두번의 반감기를 가졌으므로 이 화석의 나이는 11,460년이 되었다고 나이를 측정 하는 것이다.

주목해야 할 점은 처음부터 탄소 14의 양이 매우 적다는 것을 알 수있다. 따라서 반감기가 10회 이상이 되면 탄소14가 대부분 없어져 버려서 탄소연대 측정 장비로는 측정이 불가능 하다.

탄소14의 양이 적을 수록 죽은지 오래됐을것이라고 판단을 하게 된다. 탄소연대 측정법으로 측정을 했는데 탄소14가 발견이 안되게 된다면 매우 오래된 화석이라고 판단을 하게 될 것이고 그 측정 가능한 마지막 시기는 반감기 10회를 거치게 되는 5만년이 되는 것이다.

다시 말해 5만년 이상의 화석에서는 탄소연대 측정법으로 측정을 하게 되면 측정이 불가능 하므로 탄소연대 측정법은 5만년 까지만 측정이 가능하다는 것이다.

 

유인원 화석이라고 여겨지는 것의 머리뼈가 발견이 되었다. 이 머리뼈 화석의 나이를 측정하기 위해서 측정할수 있는 과학적인 방법은 현재 탄소연대측정법 밖에 없다.

하지만 놀라운 사실은 어떠한 고생물학자도 탄소연대측정법을 사용하여 그 나이를 측정하지 않는다.

위에서 설망한 대로 탄소연대측정법은 그 원리상 5만년이 최대 측정가능한 나이이다. 진화론적 연대로 보면 유인원의 화석은 적어도 수십만년이 되었기 때문에 그 편견에 의하여 탄소연대측정법을 사용하지 않는다.

탄소연대측정법으로 측정하나 마나 탄소14가 검출이 되지 않을것이라고 하는 편견이다. 이것에 대한 결과는 잠시후 설명 하도록 하겠다.

 

진화론적으로 석탄이 만들어지는대 수백만년이 걸린다고 한다. 이 역시 수백만년이 걸리기 때문에 탄소14가 없을것이라고 생각하고 탄소측정연대법을 사용하지 않는다.

 

미국의 ICR이라고 하는 단체(대학원대학교)에서 교수들이 미국지질학회에서 인정한 1~2억년 됐다하는 표준화석의 샘플을 받아서 1~2억년이라는 연대를 밝히지 않고 탄소연대측정을 하는 연구소에 보냈어 측정을 하게 했다.

실제로 1~2억년이 되었다면 탄소14는 발견되지 않아야 하는데 모든셈플에서 탄소14가 충분히 발견이 되었다. 오래 됐다는 편견에서 벗어나 현재 과학적인 화석의 연대측정 방법으로 측정을 해보니 5만년 미만의 화석으로 밝혀진 것이다. 

 

다음은 최고의 과학 저널 네이쳐지와 사이언스지에 있는 내용들이다.

1억 8천만년 전 쥐라기 지층에 있는 화석나무를 탄소연대 측정을 해보니 24,000년으로 측정되었다.

1억 1천만년 전 석회암 속에 묻혀있는 나무는 890년으로 측정되었다.

2억 5천만년 전 페름기 석탄층에 묻혀있는 화석나무는 33,700년으로 측정 되었다.

 

굉장히 오래된 연대라고 생각했지만 탄소14가 충분히 검출이 되어 매우 짧은 기간이라는 것을 논문들이 밝히고 있는것이고 많은 과학자들이 이에 대하여 의아해 하는 것이다.

 

인간의 뼈 화석이 11개가 발견 되었다. 250년전 화석으로 진화론자들이 결정을 하였다. 하지만 탄소연대 측정법으로 측정을 해보니 5000년전의 것으로 측정이 되었다.

 

다이아몬드는 탄소 결정체 이다.

다이아몬드는 수십억년에 걸쳐 만들어진다고 한다. 이 다이아몬드의 탄소결정체는 결합이 강하여 어떠한 것에도 오염이 되지 않는다고 본다. 이역시 수십역년이 걸려 만들어 진다고 하면 탄소 14는 없어야 하는데 10~30억년 됐다고 하는 아프리카산 다이아몬드 에서 모두 충분한 양의 탄소14가 검출이 되었다.

 

존모리스라는 지질학 박사는 다음과 같이 선언한다.

과학자들이 만든 탄소연대측정법으로 측정을 하면 5만년 이내의 짧은 연대를 보여준다.

고생물확자들이 고민하는 주제중 한가지는 다음과 같다. 지층에서 보면 아주 오래된 화석인데 이 화석들을 실제 측정을 해보면 탄소14가 충분하다는 것이다. 이 딜레마를 풀지 못하고 있는 것이다.

 

탄소 14측정법 개발자 리비박사는 현재 대기중의 탄소14와 탄소12의 비율이 과거에도 같았을 것이라는 가정을 했다.

탄소 14의 비율은 지난 5만년간 일정하다고 가정을 했는데 이는 사실이 아니라는 것이 밝혀졌다.

지구를 덮고있는 지구의 자기장은 태양풍에 의한 방사선과 입자를 막아준다.

과학자들이 자기장의 세기를 측정해보니 지구의 자기장은 약 1,400년 마다 그 세기가 반으로 감한다는 것을 알게 된 것이다.

과거에는 지구의 자기장이 지금보다 강했다고 생각해보면 위의 설명대로 질소14에서 탄소14로 바뀌게 하는 우주방사선과 충돌될 확률이 적었을 것이다. 하지만 과학자들은 과거의 대기와 현재의 대기가 같다라는 전재 하에 측정을 한 것이다. 따라서 과거로 갈수록 대기에는 탄소14가 적었을것이고 처음부터 탄소14가 적었다는 얘기는 자연 적으로 오늘날 기준으로 측정하면 실제의 연대보다 더 오래된 것으로 측정하게 되는 오류가 생기게 되는 것이다. 따라서 방사성탄소연대측정법으로 화석에서 발견되는 탄소14의 양은 계산되어지는 연대보다 더더욱 짧은 연대로 계산 되어야 할 것이다.

 

화석과 지층의 생성과정은 많은 물과 흙으로 이루어진 저탁류에 의해 단시간에 만들어진다는 것이 요즘 과학계의 주류를 이룬다. 화석과 지층은 오랜시간동안 만들어질수 없기 때문이다.(다음에 다시 다루도록 하겠다.)

과거 대홍수 당시 엄청난 지진과 화산활동으로 인하여 다량의 탄소 12가 대기로 엄청나게 분출이 된다. 만약 그렇다면 당시의 생물들은 탄소12를 더 많이 먹게되었을 것 이고 비율적으로 현재의 대기보다 탄소 12의 양이 더 많아 지므로 역시 과거의 탄소14의 비율이 지금보다 적어지게 된다. 역시 화석의 나이는 매우 짧다라는 것을 알 수 있다.