헬륨 시계 1: 방사성 동위원소(9)

고/중/신생대 지층으로 알려 진 석탄에서 비슷한 양의 방사성 탄소(C14)가 발견 되었다는 사실은 그런 지질시대는 실제로 존재하지 않으며 그 지층들은 불과 몇 천 년 전에 만들어 졌다는 것을 말하고 결론적으로 지구는 수십억 년이 아니라 수 천 년 되었다는 사실을 이 전의 칼럼에서 설명 하였다. 또 하나의 놀라운 발견 – 그것은 엄청나게 많은 헬륨이 암석 속에 아직까지 남아 있다는 사실이다. 수 억년~ 수 백만 년 된 석탄에서는 C14을 기대할 수 없었던 것처럼, 수 십억 년 되었다는 암석 속에는 그렇게 많은 헬륨 가스가 남아 있어서는 안된다.

방사성 탄소와 노아 홍수: 방사성 동위원소(8)

지난 호 칼럼에서 고생대, 중생대, 신생대 지층에서 발견된 석탄 시료들은 지질시대와 상관 없이 현재 방사성탄소(C14) 농도의 약 0.25%가 발견되었고 마찬가지로 수백만 년의 지구 역사가 사실이라면 발견되지 않을 것으로 기대되는 다이아몬드에서도 C14이 발견되었다고 보고하였다. 이런 측정 결과가 오염이나 기타 다른 원인에 의한 것이 아닐까 의심을 해 볼 수 있지만 각 시료가 비교적 고른 C14 농도를 함유하고 있다는 사실은 시료의 오염이 아니라 측정치가 실제임을 알 수 있다. 진화론에서 말하는 고생대 중생대 신생대 지층석탄은 수억 년이나 수백만 년 전에 만들어 진 것이 아니라 최근에 만들어 졌음을 말하고 있다. 다시 말하면 지구는 그렇게 오래 되지 않다는 결론이다.

석탄과 다이아몬드: 방사성 동위원소(7)

풍부한 화석 연료인 석탄은 식물체가 땅에 묻혀서 된 것으로 대부분 탄소로 구성되어 있는데, 아주 먼 과거에 늪지 같은 환경에서 형성됐다는 진화론적인 이론이 잘 알려져 있고 교과서에도 그렇게 소개되어 있다. 지질시대 표를 보면, 전 지구 역사의 90%를 차지하지만 화석이 없는 선캄브리아(Precambrian)와 그 위에 생명체 화석이 나타나는 지질 시대 고생대, 중생대, 그리고 신생대가 차례로 자리잡고 있다. 석탄은 3억 2,300만년 ~ 2억 9,000 만년 전 지층이라고 주장하는 펜실바니아기의 지질층에서 다량 발견되므로 석탄기라고도 불리는데 이보다 훨씬 더 젊은 중생대나 신생대라 불리는 다른 지층에서도 여전히 발견된다. 그런데 각 지질시대의 연대는 계속해서 몇 년에 한 번씩 개정되고 있다(?).

방사성 탄소 시계: 방사성 동위원소(6)

방사성 탄소(C14) 연대 측정에 사용하기 시작한 것은 1940년대 시카고대의 리비(Willard Libby)박사다. 그는 이 공로로 1960년 노벨상을 받기도 했다. 이 방사성 탄소법은 나무, 숯, 뼈, 조개, 화석 같은 비교적 최근의 생물 유해에 적용되기 때문에 일반인들의 관심을 더 많이 끌고 있다.

일반 안정한 탄소(C12)는 양성자와 중성자의 수가 각각 6으로 분자량 12이지만 방사성 탄소(C14)는 양성자6, 중성자 8로 분자량 14이다. C14는 공기중의 질소(양성자 7 + 중성자 7)가 우주선(cosmic ray)에 부딪힐 때 생성되는데 현재 C14/C12비율은 1/1,000,000,000,000이다. C14는 산소와 결합하여 이산화탄소(CO2)가 되고 식물의 탄소 동화작용으로 식물체에 그리고 그 식물을 섭취한 동물의 조직에 일반 탄소와 전혀 구별 없이 들어가게 된다. 식물이나 동물이 죽으면 더 이상 탄소의 유입은 없어지고 동시에 불안정한 C14는 붕괴하여 질소(N14)로 분해되어 공기 중으로 사라지므로 그 생물의 유해는 점점 더 적은 양의 C14만을 같게 된다. 이 남은 양의 C14양과 현재 C14의 비율(1/1012)을 비교하여 그 생물이 죽은 연대를 계산한다. 이 때 C14의 붕괴 속도(반감기-양이 절반으로 되는 시간으로 C14의 경우 5,730 년)가 사용된다.

진짜 나이는 얼마? : 방사성 동위원소(5)

방사성 동위원소를 이용해서 암석이나 오래 된 유기물의 나이를 측정하기 위해서는 3 가지의 가정, 즉 시료의 처음과 현재의 방사성 동위원소(모원소)와 붕괴된 후의 원소(딸원소)의 양을 알아야 하고, 두 번째는 그 시료는 위의 두 원소들이 더해지거나 없어지지 않는 보관 조건을 유지해야 하며, 세 번째는 동위원소의 붕괴 속도(반감기)가 한번도 변하지 않았어야 한다는 조건들이 필요하다. 이 세가지 조건 중 하나라도 확실하지 않으면 계산된 시료의 연대는 무의미하다. 이런 문제점들이 실제 연대측정을 하는 과학자들에게 한 가지 선택을 주게 되는데 종종 그 측정치가 마음에 들지 않으면 시료의 오염 등을 이유로 그 데이터를 임으로 버려 버린다는 사실이다. 예를 들면, 인류학자 Luis Leakey가 사람과 원숭이의 공통 조상(유인원)이라고 주장한 오스트랄로피테쿠스의 연대를 측정했을 때, K-Ar 연대측정법으로 2억 2,100 만년에서 29만년까지 다양하게 나왔으나 진화론자들은 180만년으로 결정했다.