석회동굴이 형성되는데 걸리는 시간

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Friday, 24 September 2004

동굴은 그 형성과정에 따라 크게 두 가지로 분류된다. 하나는 용암동굴이며 다른 하나는 석회동굴이다. 용암동굴은 거대한 양의 용암이 흐르는 동안 바깥 쪽은 먼저 굳지만 반면에 안쪽은 액체상태로 계속 흐르게 되는데, 그러는 과정에서 만들어진 공간이다. 그래서 용암동굴은 동굴이라는 말보다는 용암터널이라는 표현을 쓴다. 제주도의 만장굴이 바로 유명한 용암터널이다. 반면에 석회동굴은 석회암이 용해되어 이루어진 동굴이다. 용암터널이 짧은 시간에 형성되었다는 것은 두말할 필요가 없으나, 석회동굴은 오랜 세월에 걸쳐 형성되었으므로 오래된 지구나이를 대변하는 것이 아니냐는 질문들이 있기에 다루어본다.

석회동굴에 들어가 보면 천장에 달려있는 종류석, 바닥에서 성장한 석순, 종류석과 석순이 만난 석주 등 아름다운 모습들을 볼 수 있다. 이들을 동굴형성물이라고 부른다. 그런데 모양을 보면 동굴형성물이 어떤 방해도 받지 않고 잘 자라있는 모습을 보여준다. 즉 동굴이 넓어진 것이 먼저이고 다음에 동굴형성물이 공기 중에서 자유롭게 형성되었다는 것을 보여주는 것이다.

그러면 동굴형성물이 성장하는 속도는 얼마나 빠를까? 예상과 달리 이들이 느리게 성장했다는 이론은 실험에서 얻어진 것이 아니라는 점이다. 실제로 대부분의 동굴형성물들은 오늘날 성장하지 않으며 많은 지질학자들은 이들이 빠르게 성장했다는 것을 지지한다. 왜냐하면 어떤 경우에는 석순 속에 빠른 매몰을 지시하는 화석이 발견되기도 하며, 오늘날 터널, 지하실, 다리 밑 등에서 종유석과 석순이 길지 않은 시간에 형성된 모습을 쉽게 관찰할 수 있기 때문이다.

석회암은 일반적으로 물속에 CO2농도, 산도, 압력이 높을 때, 유기물이 많을 때 잘 용해되며, 특히 온도가 낮을 때 잘 일어난다. 또한 지하수의 빠른 유속은 석회암이 더 잘 녹게 도와주어 동굴확장에 중요한 물리적 역할을 한다. 그렇다면 동굴형성은 당시에 위에 조건과 맞는 환경이었을 가능성이 가장 높다 하겠다. 그런데 노아홍수 말기의 환경은 위의 조건에 정확히 맞아 떨어진다.

석회동굴이 형성되는 과정을 노아홍수의 순서화 함께 그려보는 것이 도움이 될 것이다. 엄청난 양의 무척추동물 화석으로 이루어진 석회암은 노아홍수 때 퇴적되었다. 홍수말기 지구를 덮었던 물들이 바다로 물러가는 동안 퇴적된 석회암이 변형되고 많은 균열들을 남겨놓았다. 물이 바다로 물러간 후에는 지하수가 평형상태에 도달되기 위해 지하수는 빠른 유속을 갖게 되었다. 이때 빠른 유속은 석회동굴의 공간을 형성하기에 이상적인 조건이었다. 실제로 동굴 내에는 진흙, 자갈 뿐 아니라 다량의 물에 의해서만 움직일 수 있는 수 미터의 돌들도 관찰된다. 지하수가 빠져나간 동굴은 공기로 채워졌으며 이때 동굴형성물들이 빠르게 형성되었을 것이다. 노아홍수 때의 화산활동에 의해 높은 CO2의 농도와 산도, 그리고 홍수 직후의 추위는 이들을 만드는데 도움이 되었을 것이다.

오늘날 모든 석회동굴은 지하수면보다 위에 존재하고 있다. 즉 이들의 공간이 형성되기 위해서는 한 때는 동굴이 지하수면 아래에 존재해야 하며, 그 다음 공기 중에 노출되면서 빠르게 용해되어 동굴형성물을 형성해야 하는데, 노아홍수는 가장 이상적인 모델을 제시한다. 최근에 동굴에서 황산분해 반응의 산물이 발견되었다. 황산은 탄산보다 강산이기 때문에 석회암을 훨씬 빨리 용해시키기 때문에 훨씬 빨리 동굴을 확장시켰을 수 있다. 황산은 화산과 관련되어 근원을 찾을 수 있는데, 이러한 증거 역시 노아홍수 말기에 물이 빠져나가면서 활발해진 화산활동과도 연관되었음을 암시한다.

석회동굴이 수 만년에 걸쳐 형성되었을 것이라는 것은 과학적 실험에 의해 얻어진 내용이 아니다. 이는 오늘날 동굴이 형성되지 않기 때문에 긴 시간이 필요했을 것이라는 진화론적인 발상일 뿐이다. 지구상에 수많은 석회동굴들은 성경에 기록된 전세계적인 대격변만으로 설명될 수 있다.

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Author: lee