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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

연대문제

과도한 아르곤 : 화산암에 대한 K-Ar, Ar-Ar 연대측정에 있어서 아킬레스 건

과도한 아르곤 : 화산암에 대한 K-Ar, Ar-Ar 연대측정에 있어서 아킬레스 건 

(Excess Argon : The Achillies' Heel of Potassium-Argon 

and Argon-Argon Dating of Volcanic Rocks


       30년 이상 동안 암석들에 대한 칼륨-아르곤(K-Ar), 아르곤-아르곤(Ar-Ar) 연대측정 결과는 진화론자들에게 지구의 연대를 수십억 년으로 끌어올리는데 결정적인 역할을 했다. 이 연대측정 방법에서 가장 중요한 가정(assumption)은 암석(용암)이 형성될 때에 어떠한 방사성 아르곤(40Ar)도 존재하지 않는다고 가정하는 것이다. 그리고 이것은 명백한 것으로 말해지고 있었다. Dalrymple는 다음과 같이 강하게 주장했었다.

”K-Ar 연대측정 방법은 초기 암석에 자원소가 전혀 존재하지 않을 때에만 사용될 수 있는 측정방법이다. 40Ar은 불활성 가스이기 때문에 열을 받았을 때 다른 원소와 화학적으로 반응을 일으키지 않고 암석으로부터 쉽게 빠져나간다. 그래서 암석이 녹아있었을 때 40K의 방사성 붕괴에 의해 형성된 40Ar는 액체 용암으로부터 모두 빠져나갔다.”[1] 

그러나 이 독단적인 주장은 Dalrymple 자신이 25 년 동안 측정한 26 번의 역사적으로 기록된 화산분출 용암에 대한 연대측정에서 일치하지 않았다. 그들 측정결과의 20%에서 40Ar은 제로가 아니었으며, 어떤 것은 자원소인 아르곤이 과도하게 많아 K-Ar 연대측정방법의 가장 기초적 가정을 위반했던 것이다.[2] 역사적으로 기록된 화산용암에 대한 연대측정결과는 다음과 같았다.

화산용암

실제 연대

측정 연대

Hualalai basalt, Hawaii

AD 1800-1801

160 (±16) 만년, 141 (±8) 만년

Mt. Etna basalt, Sicily

BC 122

25 (±8) 만년

Mt. Etna basalt, Sicily

AD 1972

35 (±14) 만년

Mt. Lassen plagioclase, California

AD 1915

11 (±3) 만년

Sunset Crater basalt, Arizona

AD 1064-1065

27 (±9) 만년, 25 (±15) 만년


최근에 폭발한 젊은 화산용암에서의 K-Ar 연대측정에서도 처음부터 과도한 40Ar 이 존재하여, 매우 오래된 연대로 측정결과가 나왔다는 보고들이 자주 쏟아져 나오고 있다.[3]

화산용암

실제(추정)연대

측정 연대

Akka Water Fall flow, Hawaii

홍적세

3230 (±720) 만년

Kilauea Iki basalt, Hawaii

1959

  850 (±680) 만년

Mt. Stromboli, Italy, volcanic bomb

1963. 9. 23

  240 (±200) 만년 

Mt. Etna basalt, Sicily

1964. 5

   70 (±1) 만년 

Medicine Lake Highlands obsidian, Glass Mountains, California

500 년 이내

1260 (±450) 만년 

Hualalai basalt, Hawaii

1800-1801

2280 (±1650) 만년

Rangitoto basalt, Auckland, NZ

800 년 이내

   15 (±47) 만년

Alkali basalt plug, Benue, Nigeria

3천만년 이내

9500 만년

Olivine basalt, Nathan Hills, Victoria Land, Antarctica

30만년 이내

1800 (±70) 만년

Anorthoclase in volcanic bomb, Mt Erebus, Antarctica

1984

   64 (±3) 만년

Kilauea basalt, Hawaii

200 년 이내

2100 (±800) 만년

Kilauea basalt, Hawaii

1,000 년 이내

4290 (±420) 만년,

3030 (±330) 만년

East Pacific Rise basalt

100 만년 이내

6억9천 (±700) 만년

Seamount basalt, near East Pacific Rise

250 만년 이내

8000 (±1000) 만년,

7억 (±1억5천) 만년 

East Pacific Rise basalt

60 만년 이내

2420 (±100) 만년

 

다른 연구 보고서들도 용암 속에 과도한 40Ar이 측정되었음을 보고했다.[4] 1954년 6월 30일에 폭발한 뉴질랜드의 Ngauruhoe 산의 용암에 대한 연대측정에서도 과도한 40Ar 때문에 350 만 년(±20 만 년) 이라는 결과를 나타내었다.[5] Austin은 1986년에 1980. 10. 26일 폭발한 세인트 헬렌산의 분화구의 용암들에 대한 K-Ar 시계로 연대측정을 실시한 결과, 과도한 Ar 때문에 35 만년(±5만년)의 결과가 나왔음을 보고하였다.[6] 구성광물의 농도(pyroxene ultra-concentrate)는 280 만 년(±60 만 년)까지의 연령을 나타내었다.


연구자들은 또한 과도한 40Ar이 용암 안의 광물 속에 포획되어 있는 것을 발견하였다.[7] 여러 예에서 K-Ar 시계에 의한 암석의 연대측정결과 엄청나게 오래된 결과인 1~7백만 년으로 나타났고, 13,000년 이내의 최근 용암의 감람석(olivine phenocrysts)에 대한 K-Ar 연대측정결과 1억1천만 년 이상의 결과를 나타내었다.[8] 실험실에서 인위적으로 만들어진 화산용암과 그 구성광물에 대한 아르곤의 용해도 실험에서 0.34 ppm의 40Ar이 감람석에 함유된 것으로 나타났다.[9] 이것은 광물 안의 격자 공간에 아르곤이 처음부터 갇혀 있었다는 결론에 이르게 하였다.   

이제 대부분의 연구자들이 도달한 분명한 결론은 과도한 40Ar 이 녹은 용암이 분출될 때부터 존재하였고, 그들이 냉각될 때 기체화되어 완전히 빠져나가지 않고, 광물질 안에 포획되어 암석 조직에 존재한다는 것이다. 그러나 이 과도한 40Ar은 어디로부터 왔는가? 40Ar은 대기중의 아르곤으로 부터도 아니고, 40K의 방사성 붕괴에 의해서도 아니다. Funkhouser과 Naughton은 1800~1801년 하와이에서 분출한 Hualalai 용암에서 과도한 40Ar 이 감람석, 사장석, 그리고 휘석에서 액체와 가스상의 함유물로 존재하는 것을 발견했고,  Hualalai 용암의 연대는 260만 년에서 29억6천만 년의 결과를 나타내었다.[10] 따라서 화산 마그마는 맨틀로부터 나왔기 때문에, 과도한 아르곤은 맨틀에 초기부터 존재했고, 마그마로서 지표면으로 이동되어 암석에 존재하게 되었음에 틀림없었다.


많은 최근의 연구들은 과도한 40Ar이 맨틀에서 근원 되었음을 나타내고 있다. 이제 많은 연구자들은 활화산인 Loihi 와 Kilauea 화산을 포함한 많은 용암중에 과도한 40Ar이 존재하고 있었음과 이들이 맨틀로부터 근원되었음을 인정하고 있다. 상당히 과도한 40Ar이 활발한 화산활동으로 용암 맨틀의 근원으로 여겨지는 남인도양의 Kerguelen 군도에 ultramafic 맨틀 포로암(xenoliths)안에서 측정되었다.[11] 또한 북대서양의 바다 해령에서 채취된 현무암에서도 과도한 40A은 전에 측정했던 결과의 두 배 정도로 존재하여서, 대기 농도(36Ar과 비교해서)의 150배 정도나 많이 존재하는 것으로 나타났다.[12] 같은 샘플에 대한 또 다른 연구에서는 상층 맨틀부의 40Ar  함량이 10배 정도나 많게 측정되었다.[13]

 

더욱 확실한 것은 화산폭발에 의해 표면 지각으로 운반되어 나와서 맨틀 안에 형성되어 있는 다이아몬드들에서이다. Zashu 등은 자이레에서 출토된 10 개의 다이아몬드들에 대한 K-Ar isochron 연대측정에서 60±3 억 년의 결과를 얻었는데, 이것은 분명히 과도한 40Ar 때문이었다.[14] 왜냐하면 다이아몬드가 지구의 나이보다 많을 수 없기 때문이다. 같은 다이아몬드들에서 40Ar/39Ar 연대들은 50~57 억 년을 나타내었다.[15] 이것들로서 알 수 있는 것은 40Ar이 과도한 양으로 들어있었고, 이것은 암석의 연대와는 무관하며, 단지 맨틀 용암에 들어있는 일종의 함유물일 뿐이라는 것이다.


이러한 모든 증거들은 과도한 40Ar이 대부분의 화산암에 존재하고 있음을 분명히 보여주고 있으며, 과도한 40Ar은 맨틀 마그마로부터 유래되었음을 말해주고 있다. 이 사실은 최근의 젊은 화산에서 뿐만이 아니라, 매우 오래된 그랜드 캐년의 원생대 암석인 카데나스 현무암(Cardenas Basalt)에서도 사실로 나타났다.[16] 맨틀에서 이 40Ar은 40K의 방사성붕괴에 의해서 생겨난 것이 아니라, 원래부터 존재하던 것으로 연대와는 아무런 관련이 없는 아르곤이었던 것이다.


결론적으로 모든 최초의 아르곤들이 지구 깊숙한 내부로부터 아직도 배출되지 않고 있다는 사실은 젊은 지구와 일치한다. 또한 화산암들의 샘플들에 대해 K-Ar, Ar-Ar 연대측정을 실시하였을 때, 40Ar이 40K의 방사성붕괴에 의해서 생겨났는지, 마그마와 함께 맨틀에서 처음부터 존재했는지를 실제 확인할 수가 없다는 것이다. 이것은 K-Ar, Ar-Ar 연대측정이 다른 방사성동위원소 연대측정이나 진화를 가정하여 만들어진 화석을 통한 연대측정 체계와 양립할 수 있을 경우까지도 사실이다. 더군다나 40Ar이 40K의 방사성 붕괴로 만들어졌는지, 처음부터 존재했던 것인지를 분석적으로도 구별할 수가 없기 때문에, 오래된 연대의 암석일 것이라는 외부적인 가정이 개입되지 않는 한, 정확한 연대를 측정할 수가 없는 것이다.

 

그러므로 화산암에 대한 모든 K-Ar과 Ar-Ar 연대측정 결과는 매우 의심스러운 것이며, 이들 연대에 의해 조정된 화석의 연대 또한 의심스러운 것이다.



References

1. G. B. Dalrymple, The Age of the Earth (1991, Stanford, CA, Stanford University Press), p. 91.

2. G. B. Dalrymple, '40Ar/36Ar Analyses of Historic Lava Flows,' Earth and Planetary Science Letters, 6 (1969): pp. 47-55.

3. For the original sources of these data, see the references in A. A. Snelling, 'The Cause of Anomalous Potassium-Argon `Ages' for Recent Andesite Flows at Mt. Ngauruhoe, New Zealand, and the Implications for Potassium-Argon `Dating',' R. E. Walsh, ed., Proceedings of the Fourth International Conference on Creationism (1998, Pittsburgh, PA, Creation Science Fellowship), pp. 503-525.

4. Ibid.

5. Ibid.

6. S.A. Austin, 'Excess Argon within Mineral Concentrates from the New Dacite Lava Dome at Mount St. Helens Volcano,' Creation Ex Nihilo Technical Journal, 10 (1996): pp. 335-343.

7. A.W. Laughlin, J. Poths, H.A. Healey, S. Reneau and G. WoldeGabriel, 'Dating of Quaternary Basalts Using the Cosmogenic 3He and 14C Methods with Implications for Excess 40Ar,' Geology, 22 (1994): pp. 135-138. D.B. Patterson, M. Honda and I. McDougall, 'Noble Gases in Mafic Phenocrysts and Xenoliths from New Zealand,' Geochimica et Cosmochimica Acta, 58 (1994): pp. 4411-4427. J. Poths, H. Healey and A.W. Laughlin, 'Ubiquitous Excess Argon in Very Young Basalts,' Geological Society of America Abstracts With Programs, 25 (1993): p. A-462.

8. P.E. Damon, A.W. Laughlin and J.K. Precious, 'Problem of Excess Argon-40 in Volcanic Rocks,' in Radioactive Dating Methods and Low-Level Counting (1967, Vienna, International Atomic Energy Agency), pp. 463-481.

9. C.L. Broadhurst, M.J. Drake, B.E. Hagee and T.J. Benatowicz, 'Solubility and Partitioning of Ar in Anorthite, Diopside, Forsterite, Spinel, and Synthetic Basaltic Liquids,' Geochimica et Cosmochimica Acta, 54 (1990): pp. 299-309. C.L. Broadhurst, M.J. Drake, B.E. Hagee and T.J. Benatowicz, 'Solubility and Partitioning of Ne, Ar, Kr and Xe in Minerals and Synthetic Basaltic Melts,' Geochimica et Cosmochimica Acta, 56 (1992): pp. 709-723.

10. J. G. Funkhouser and J.J. Naughton, 'Radiogenic Helium and Argon in Ultramafic Inclusions from Hawaii,' Journal of Geophysical Research, 73 (1968): pp. 4601-4607.

11. P. J. Valbracht, M. Honda, T. Matsumoto, N. Mattielli, I. McDougall, R. Ragettli and D. Weis, 'Helium, Neon and Argon Isotope Systematics in Kerguelen Ultramafic Xenoliths: Implications for Mantle Source Signatures,' Earth and Planetary Science Letters, 138 (1996): pp. 29-38.

12. M. Moreira, J. Kunz and C. Allegre, 'Rare Gas Systematics in Popping Rock: Isotopic and Elemental Compositions in the Upper Mantle,' Science, 279 (1998): pp. 1178-1181.

13. P. Burnard, D. Graham and G. Turner, 'Vesicle-Specific Noble Gas Analyses of `Popping Rock': Implications for Primordial Noble Gases in the Earth,' Science, 276 (1997): pp. 568-571.

14. S. Zashu, M. Ozima and O. Nitoh, 'K-Ar Isochron Dating of Zaire Cubic Diamonds,' Nature, 323 (1986): pp. 710-712.

15. M. Ozima, S. Zashu, Y. Takigami and G. Turner, 'Origin of the Anomalous 40Ar-36Ar Age of Zaire Cubic Diamonds: Excess 40Ar in Pristine Mantle Fluids,' Nature, 337 (1989): pp. 226-229.

16. S.A. Austin and A.A. Snelling, 'Discordant Potassium-Argon Model and Isochron `Ages' for Cardenas Basalt (Middle Proterozoic) and Associated Diabase of Eastern Grand Canyon, Arizona,' in R.E. Walsh, ed., Proceedings of the Fourth International Conference on Creationism (1998, Pittsburgh, PA, Creation Science Fellowship), pp. 35-51.


*Dr. Snelling is Associate Professor of Geology at ICR.

   

*참조 : Excess argon within mineral concentrates from the new dacite lava dome at Mount St Helens volcano
http://creationontheweb.com/content/view/1521

 Is the Lava Dome at Mount St. Helens Really a Million Years Old?
http://www.creationism.org/articles/msh_lavadome.htm


Impact No. 307

번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.icr.org/article/436/

출처 - ICR, Impact No. 307, 1999

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=422

참고 : 2961|2964|1933|1797|2882|2876|2251|536|2719|2605|4050|3702|4074|4271|4190|3351|3326|3781|3775|4273|4077|4435|4335|4693|4838|4992|5240|5243|5377|5053|5367|5531|5541|5672|5697|5718|5842|6079|6141|6144|6180|6208|6356|6370|6405|6444|6480|6499|6505|6512|6534|6579|6649



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