지구과학을 배우면서 복잡해지는 과정은 지질 연대에 대한 내용을 배우면서이다.
왜 그럴까? 뭔가 명확하지 않다. 시간이 지날 수록 이론도 바뀌고 배우는 사람 입장에서도 의구심이 든다.
확신이 없으니 명확한 명제라고 암기하는 것도 주저하게 되고 혼란스러움을 가져온다.
결국은 시험을 봐야하는 사람이라면 시험에 나오는 정도만 잘 이해하 면 될 것 같다.
상대연대
지층이나 지질학적 큰 변화를 기준으로 이들의 선후 관계를 밝히는 것이다.
지사학의 원리를 이용하여 파악하거나 표준화석을 이용한다.
보통 일반적으로 퇴적암과 화성암, 변성암의 특성으로 순차적으로 연대의 순서를 확인할 수 있다.
시험을 볼 때에 자주 나오는 퇴적 구조 단면으로 추리하는 아주 재미진 내용들이라 할 수 있다.
상대연대는 그나마 논리적으로 인정할 수 있는 내용들을 다루고 있다.
절대연대
방사성 동위원소의 반감기를 이용하여 암석의 절대적인 나이를 측정하는 방법이다.
개인적으로 이 부분이 문제라고 생각된다. 방사성 동위원소를 통한 측정방식은 여전히 논란의 여지를 가지고 있다.
그럼에도 이론적인 이해를 위해 알아두는 것이 필요하다.
반감기
광물이나 암석 속에 들어 있는 방사성 원소가 붕괴하기 시작하여 원래 방사성 동위 원소 원자 수의 절반으로 줄어드는데 걸리는 시간을 반감기(half life)라고 한다.
붕괴 속도는 주변의 온도와 압력과 무관하다는 전제를 가진다.
방사성 원소가 붕괴를 일으켜 보다 안정한 새로운 원소로 변할 때 원래의 원소를 모원소, 새로 생긴 원소를 자원소라고 한다. 모원소와 자원소의 비, 모원소의 반감기를 알면 절대연대 측정이 가능하다.
여기서 문제가 있다.
일단, 반감 기에 측정되는 방사성 동위원소의 반감기가 기본적으로 매우 긴 녀석들을 사용하면 데이터가 정확하지 않다.
우라늄이 납이 되는 반감기가 45억년이다.
일례로 연대를 알고 있는 최근 유기물들로 실험을 해도 매우 긴 연대로 계산이 된다는 것이다…
또한, 그 측정 원소의 시작점이 과연 0으로 부터 계산을 해야하는지도 확신할 수 없다. 어떻게 지구가 탄생하게 되었는가 하는 문제와도 연관되는 내용이다.
더 문제는 지구나이 45억년인데 다이아몬드를 같은 방식으로 계산 했을 때에 70억년이 나오는 아이러니도 있다.
재미있는 내용은 굉장히 오래된 지질연대의 화석에서 반감기 5700년의 C14탄소가 붕괴되지 않고 여전히 검출된다.
실제로 측정된 데이터가 추론과 논문의 방향성과 맞지 않다면 폐기되는 사례들도 종종 발생한다.
한편으로 근 100년의 과학으로 알게된 지식으로 추론한 가설의 내용을 기반으로 지구의 역사가 안정적인 반감기의 진행으로 측정될 수 있다고 믿을 수 있을지도 의구심이 든다.
증명할 수 없는 과학은 일단 의심을 해보는 것이 좋다.