연대측정은 어떻게 이루어지는가?
Tas Walker, Creation ex nihilo Vol. 30(2008), No. 3, pp. 28-29.
학생들에게 강연을 하면서, 과학적 연대측정이 어떻게 이루어지는가를 설명하기 위해 측정용 실린더를 사용했다. 아래 그림은 수도꼭지에서 실린더로 물이 떨어지는 것을 보여준다. 눈금이 분명하게 매겨져 있어서, 정확히 300ml의 물이 들어있다는 것을 내 청중들이 볼 수 있었다. 또한 도표에는 물이 시간당 50ml의 비율로 떨어지고 있었다는 것을 보여주었다.
내가 질문을 했다. "얼마나 오랫동안 물이 실린더로 들어가고 있을까요?"
누군가 즉시로 소리쳤다. "여섯 시간이요."
"좋습니다. 어떻게 해냈나요?"
"실린더에 들어있는 물의 양(300ml)을 시간당 비율(50ml)로 나누었습니다."
"훌륭합니다." 내가 대답했다. "어떤 것의 나이를 과학적으로 계산하는 것이 얼마나 쉬운지 보세요. 과학자들이 사용하는 모든 연대측정 방법이 정확히 같은 방식으로 작용합니다. 그것은 시간에 따라 변하는 무언가를 측정하는 것입니다."
연대측정의 과학이 그리 어렵지 않다는 것을 이해하고 나자 사람들은 편안하게 되었다. 그때 내가 그들을 놀라게 했다. "그런데 문제는 여섯 시간이 틀린 답이라는 것입니다."
그들은 당혹하고 믿을 수 없다는 듯이 바라보았다.
"내가 이 실험장치를 준비했는데, 물이 한 시간 동안밖에 떨어지지 않았다고 말할 수 있습니다. 어떤 일이 일어난 것인지 말할 수 있습니까?"
그들이 마음을 가라앉힌 후에, 누군가가 소리쳤다. "수도물이 이전에는 더 빨리 떨어졌나요?"
"그럴 수도 있습니다." 내가 대답했다.
"당신이 시작할 때 실린더가 거의 가득 찼었나요?"
"아마도. 그런데 당신들이 어떤 일을 하고 있는 것인지 알 수 있습니까?" 내가 물었다. "나이를 계산하기 위해 당신들은 과거에 관하여 가정을 했습니다. 당신들은 그 비율이 항상 시간당 50ml였으며 시작 시점에 실린더가 비었었다고 가정했습니다. 그런 가정들에 근거하여 6시간이라는 계산이 나온 것입니다."
그들은 끄덕였다.
"당신들은 그 대답을 내 놓고 전적으로 만족해했습니다. 아무도 그것에 이의를 제기하지 않았습니다." 그들은 인정했다.
"그러면, 내가 정확한 답을 말했을 때, 당신들은 어떤 일을 했는지 실감하십니까? 당신들은 내가 말한 나이와 일치시키기 위해 재빨리 당신들의 가정을 바꿨습니다."
모든 과학자들은 그들이 나이를 계산하기 이전에 먼저 과거에 관한 가정을 해야 한다. 만약 결과가 맞을 것 같으면 그는 기쁘게 그것을 수용한다. 그러나 그것이 다른 정보들과 일치하지 않으면 그의 가정들을 바꿔서 그의 답이 일치하도록 한다.
계산된 나이가 아주 많다거나 아주 적은 것은 문제가 되지 않는다. 일관성 있는 답을 얻기 위해 과학자는 항상 많은 가정을 해야 한다.
갑자기 불이 켜졌다. 청중들은 견과 껍질에서, 연대를 측정하는 방식이 어떻게 이루어지는지를 보았다. 과학적 연대측정은 측정을 하는 방식이 아니라 사고하는 방식이다.
현실에서 어떻게 이루어지는가
동아프리카에 있는 화산재 층 하나가 KBS 응회암이라고 불리는 것이 있는데, 그 근처에서 인간의 화석이 나옴으로 유명해졌다.
포타슘-아르곤 방법을 사용하여 Fitch와 Miller가 처음으로 그 응회암의 연대를 측정했다. 그들이 내린 2억 1200만년에서 2억 3000만년이라는 결과는 화석(코끼리, 돼지, 원숭이 및 도구들)의 연대와 일치하지 않아서, 그들은 그 연대를 버렸다. 그들은 그 샘플이 아르곤 과다로 오염되었다고 말했다.
새로운 장석(長石)과 경석(輕石)의 샘플을 사용하여 그 응회암의 연대를 261만년으로 '신뢰성 있게 측정' 했으며 이것은 화석의 연대와 훌륭하게 일치하였다.
후에, 이 연대는 다른 두 가지 연대측정 방법(고지자기학 및 열개(裂開) 추적/fission tracks)에 의해 재확인되었으며, 널리 수용되었다.
그런데 Richard Leakey가 KBS 응회암 아래에서 (KNM-ER 1470이라는) 두개골 하나를 발견했다. 그 두개골은 3백만년보다 훨씬 더 현대의 것으로 보였다.
그래서 Curtis와 다른 사람들은 KBS 응회암의 연대를 다시 측정하기 위해 장석(長石)과 경석(輕石)의 샘플을 골라서 182만년이라는 연대를 얻어냈다. 이 새로운 연대는 새로운 두개골의 외관과 잘 일치한다.
고지자기학 및 열개(裂開) 추적을 사용하여 다른 과학자들이 시험을 함으로써 이 낮아진 연대를 확인했다.
그래서 1980년까지 새롭고 놀랍도록 잘 일치하는 KBS 응회암 연대가 널리 받아들여졌다.
이것은 사람들이 널리 믿는 것과는 대조적으로, 연대를 결정하는 기본적인 방법은 연대측정의 방법이 아니라는 것을 말해준다. 연대측정 방법은 선도하는 것이 아니라 뒤따라가는 것이다. 사람들은 그 결과를 지질학 및 화석에 대한 진화론적 해석과 같은 다른 요인들과 일치시키기 위해 항상 "해석한다."
