그랜드 캐년의 코코니노 사암층은 풍성층이 아니다! 지질주상도 2 : 코코니노 사구들

그랜드 캐년의 코코니노 사암층은 풍성층이 아니다! 

지질주상도 2 : 코코니노 사구들 

(The Coconino Sand Dunes)


      그랜드 캐년에 있는 사막 모래에 의한 것처럼 보이는 오래된 사구(모래 언덕)들은 무엇인가? 오늘날 동일과정설적 지질학에서는, 코코니노 사암층(Coconino sandstone, 위에서 세 번째 지층)은 광대한 시간에 걸쳐 형성된 사막이었다고 주장되고 있다. 코코니노 사암층은 정말로 아주 흥미롭다. 평균 두께는 96 m(315 피트)이고, 200,000 평방마일 면적을 차지하고 있다. 모래의 총 용적은 대략 10,000 입방 마일로 추정된다.14 모래 입자는 거의 전부 사막 모래처럼 미세한 입자의 석영으로 이루어져 있다.14

또한, 오늘날의 사막에서처럼, 코코니노 사암층에는 '사층리(cross bedding)'가 나타나 있다. 사구 내의 사층리는 한 사구의 모래가 다른 방향(각도)으로 형성되는, 또 다른 사구의 모래에 의해 덮이는 지역에 나타난다. 코코니노 사암층은 시간이 지남에 따라 얼어붙은 사막 사구처럼, 이러한 사층리들로 가득차 있다.15   

.코코니노 사암층에 나있는 네발보행 동물의 발자국화석. 그랜드 캐년의 South Rim에 있는 Natural History Association's Yavapai Point Museum 에 전시되어있다.

모래 입자 자체는 건조한 '사막' 환경에 오랫동안 노출된 듯한 현미경적 특징을 보여준다. 이러한 특징으로 각각의 모래 입자 표면에 '무광택화(frosting, 광물 표면에 광택이 지워지는 현상으로 바람에 의해 날렸던 수많은 모래 입자들이 부딪쳐서 형성됨)'와 '얽은 자국(pitting)'이 있다. 코코니노 사암층과 오늘날의 사막 모래 사이의 이런 유사성은 오래 전의 사막이 코코니노 사암층을 형성했으리라는 생각을 뒷받침했다.16   

그러나 치열한 논쟁이 벌어지게 된다. 이 사암층 전반에 걸쳐 도마뱀(lizards) 혹은 다른 유사한 파충류 같은 척추동물의 발자국과 흔치않은 벌레(worm)와 절지동물의 흔적들(arthropod trails)이 보존되어 있다. 척추동물의 발자국들은 양서류 또는 파충류의 것으로 보여지는데, 그들 대부분의 발자국 구조 중 양서류의 것은 가장 쉽게 확인될 수 있다. 그러나 이상한 것은 많은 양서류들이 어떻게 사막환경에서 살 수 있었을까 하는 점이다. 발자국화석들은 사구의 표면에 나타나고, 이동하는 사구에 의해 뒤덮여, 이와 같이 오랜 시간동안 보존됐다고 생각했던 것이다.17

코코니노 사암층에는 어떤 식물체의 증거를 포함하여 다른 화석들은 발견되지 않고 있다. 이 모든 사실을 고려해 볼 때, 코코니노 사암층은 사실 매우 커다란 오래 전의 사막이 보존되었다는 것이 명백한 것처럼 보였다.

자세한 관찰이 이루어질 때까지, 많은 것들은 어떤 것으로 보여지곤 한다. 코코니노 사암층은 사막에서 기원됐다는 대중적인 생각은, 1930년대 초 맥키(McKee)로 하여금 이 분야의 연구를 시작하게 했다.27 맥키는 사구는 바람에 의해서 만들어지고 물에 의해서 퇴적되지 않았다는 그의 결론을 유지시키기 위해서, 사암의 물리적 특성에 초점을 맞추었다. 후에 그는 발자국들에 대해 연구했고, 발자국들은 마른 모래에서 형성되었을 것으로 결론을 내렸다.28, 29

그러나 브랜드(Leonard Brand)에 의하면, ”바람에 의한 퇴적으로 예전에 진단했던 퇴적 모습들이 지금은 진단할 수 없는 것으로 밝혀졌다”고 하였고, 스탠리(Stanley) 등은(1971) ”입자의 무광택(grain frosting)은 더 이상 바람에 의한 수송의 특징으로 간주될 수 없다. 입자 크기의 분포에 대한 통계는 애매했고(Navajo에 대해서), 나바조(Navajo) 사암층 또는 다른 유사한 사암층에서 보이는 거대한 꽃줄 모양의 사층리들은 더 이상 바람에 의한 사구의 퇴적으로만 우선적으로 생각할 수 없게 되었다. 왜냐하면, 과거 수십년 동안의 연구에 의하면, 바다 속에서의 모래 파도 등에 의한 물 속에서의 모래의 경사적 퇴적 모습과 근본적으로 동일하기 때문이다.”라고 하였다. (e.g., see d'Anglejan 1971; Harvey 1966; Jordan 1962; and Terwindt 1971). 25

코코니노 사암층에는 섬세하고 분명한 발자국이 보존되어 있다는 사실에 주목하라. 이것이 건조한 사막 모래에서 일어날 수 있을까? 도마뱀이 건조한 모래 위를 걷거나, 달릴 때, 어떤 일이 일어나는가? 발자국 인상(impressions)이 만들어지긴 한다. 하지만 코코니노 사암층에 보존된 것과 같은 섬세하고 분명한 발자국은 남기지 않을 것이다. 물론 모든 발자국들이 다 분명한 것은 아니다. 그러나 다수의 발자국들은 매우 섬세해서 발톱의 형태까지 새겨져 있다.

이제, 건조한 모래에 새겨진 매우 작고 섬세한 발자국을 변화되는 모래가 보존할 수 있을 것인가를 생각해 보자. 이것은 좀 상상하기 어려울 것이다.

사실, 실시간의 실험실 실험은 코코니노 사암층에서 발견되는 섬세한 발자국 모습은 물 속 모래(underwater sand)에서, 또는 매우 젖은 모래(very wet sand)에서 가장 잘 형성되는 것으로 나타났다. 브랜드의 실험에 따르면, 축축한 모래(damp sand)의 발자국은 분명한 발자국을 남겼지만, 발가락은 거의 알아볼 수 없었다. 축축한 표면은 동물이 그 위를 걸어갔을 때 모래 지각(sand crust)이 많은 조각으로 깨뜨려지면서 형성되었다.

때때로 지각 모래의 이러한 조각들은 발자국 후면으로 모래더미들을 밀어 올리거나, 발자국 주변으로 흩어졌다. 그러나 모래 표면의 물기가 동물의 체중에 의해서 깨뜨려지지 않을 정도로 두껍고 충분하다면, 모래는 오히려 단단해져서 발자국 형성에 저항하게 될 것이다. 이러한 젖은 모래에서 유일하게 형성되는 것은 발가락에 의해서 남겨진 일련의 작은 움푹 들어간 자국뿐이었다. 화석화된 코코니노 사암층의 발자국들은 브랜드가 실험실에서 여러 방법으로 만들어 본 마른 모래발자국이나, 축축한 모래발자국과 일치되지 않았다.

마른 모래나 축축한 모래는 발가락 자국(toe marks)이나 다른 섬세한 부분들을 거의 남기지 못했다. 반면에 화석화되어있는 발자국들은 일반적으로 발가락 자국까지 보존되어 있었다. 마른 모래 발자국은 발자국 뒤로 큰 모래 마루(ridge)를 남기고 있었는데, 이것은 자주 발자국 앞쪽으로 흘러 내려와 있었다. 다시 말하지만, 화석 발자국들은 이러한 마루를 보이고 있지 않았으며, 발자국 주위의 모래 표면에 엉클어진 조각들을 가지고 있지 않았다. 발자국의 비율도 또한 달랐다. 브랜드는 마른 모래 발자국은 폭보다 더 길었으나, 화석화된 발자국은 그들의 폭이 상대적으로 짧았다는 것에 주목했다. 축축한 모래에서 만들어진 발자국은 너무 불명료해서 적당한 측정을 할 수 없었다.

브랜드는 또한 모래의 경사가 수면 위로 올라가는 실험을 실시했다. 동물이 물 밖으로 걸어감으로서, 수면으로부터 점점 올라감에 따라 그들의 발자국은 변했다. 수면에 가까운 발자국은 한계가 불명확했다. 반면에 약간 높은 것들은 선명했고, 발가락과 발바닥 인상까지 분명했다. 그러나 동물이 더 높은 데로 올라가 더 단단한 모래를 밟게되면, 발자국은 더욱 희미해졌고, 단지 발가락이 찍힌 자국만 알아볼 수 있게 되었다. 선명하게 새겨진 발자국으로부터 희미한 발가락 자국이나 긁힌 자국으로의 이러한 변화되는 모습들은 코코니노 사암층에서는 볼 수 없었다.

일반적으로 도롱뇽(salamanders)의 발자국은 물 속에서 걸어갈 때 만들어지는 것이 아니라, 물 속에서 걷는 대신에, 수영을 하거나, 물 속에서 걸어갈 때에 부분적으로 부력을 받아 발자국이 흐릿하게 새겨졌다고 말했던 피보디(Peabody)라는 고생물 학자의 영향 때문에, 맥키는 사막에서 발자국이 형성되었다는 그의 이론에 강한 충격을 받았다. 맥키는 실험적으로 이와 같은 피보디의 생각을 확인하고자 했던 것처럼 보인다. 그래서 맥키(McKee, 1947)는 코코니노 사암층에 보존된 화석 발자국들은 그의 실험에서 만들어진 마른 모래 발자국과 가장 유사했다고 결론지었다. 왜냐하면 단지 마른 모래에서 각개의 발자국들이 분명하게 새겨졌기 때문이었다. 이상한 것은 맥키가 도룡뇽이 어떻게 물 속에서 걷는지, 어떻게 수영을 하는지에 대한 관찰 기록이 전혀 없었다는 것이다.

반면에 브랜드는 그의 연구에서, 실험 욕조 내에 5 종의 동물들이 물 속 바닥 모래에서 한 장소에서 다른 장소로 이동할 때 수영보다는 걸었다고 기록했다. 브랜드는 이러한 행동은 또한 필드에서도 관측되었다고 기록했다. 수중의 모래 위를 걸을 때, 브랜드에 의해 선택된 5 종의 동물들은 발가락과 발바닥 자국이 선명히 새겨지는 분명한 발자국들을 남겼다. 이러한 발자국들 몇은 또한 모래 가장자리를 발자국 뒤로 밀어 올렸다. 그러나 이러한 마루는 앞발자국 뒤로 확장되지는 않았다.

브랜드는 다음과 같이 결론지었다.

수중의 발자국은 코코니노 사암층의 화석 발자국과 가장 유사했다물 속에서 새겨진 수중 발자국은 화석발자국에서와 같이 분명한 발가락 자국을 가지고 있었다. 그리고 그들의 모양은 화석발자국과 같이 모래 경사의 전 길이에서 일정했다. 또한, 화석의 발자국의 비율은 수중 발자국의 그것과 가장 유사했다.” 25

보통 문헌에서 결코 언급되지 않는 또 다른 흥미로운 사실은 코코니노의 엄청난 수의 발자국들이 언덕 위쪽을 향해 나있다는(Coconino tracks all head uphill) 것이다.18 명백히, 오래 전 사막의 도마뱀은 언덕 아래쪽으로 가는 것을 좋아하지 않았다. 종종 발자국은 생물체가 갑자기 대기 속으로 사라지거나, 혹은 물 속으로 헤엄쳐 사라지는 것처럼, 모래의 변화나 흐트러진 증거 없이 갑자기 시작되고 갑자기 끝나있었다. 이러한 사실들은 기존의 이론에 들어맞지 않는 것처럼 보였다. 다른 가설들을 검증한 연구에 따르면, 코코니노 사암층의 발자국들은 거대한 물의 흐름 아래에서 형성된 지층과 훨씬 더 일치하는 것으로 나타났다. 18, 19, 20   

맥키는 내리막길 발자국들의 상대적인 결여를 다음과 같이 가정함으로서 설명하려고 시도했었다. 즉, 동물들은 아래쪽으로는 '미끌어지는(slide)' 경향이 있다. 이것은 모래에 새겨지는 자신의 발자국을 지우게 된다는 것이다. 그러나, 이 제안에 대해 브랜드가 실시한 실험은 맥키의 가정을 지지하지 않았다.

브랜드는 그의 실험에서 동물들을 경사 위쪽으로 뿐만 아니라, 아래(downhill) 쪽으로도 걷게 했다. 물 속 모래, 젖은 모래, 축축한 모래에서 아래로 내려가는 거의 모든 발자국들은 쉽게 분명한 발자국들을 만들었다. 다만 마른 모래에서는 도룡뇽(salamanders)의 발자국은 선명하지 못했지만, 비교적 보존은 잘 되었다. 반면에 도마뱀(lizards)의 발자국은 걷거나 천천히 달릴 때 모두 분명한 발자국을 남겼다. 단지 매우 빠르게 달릴때에만 발자국을 확인할 수가 없었다. 그러므로 코코니노 사암층에서 경사면 아래로 향하는 발자국이 거의 완벽하게 없다는 사실은, 발자국들이 진정 사막에서 형성되었다면, 미스터리로 남을 수밖에 없는 것처럼 보인다.

브랜드는 또한 코코니노 발자국들의 일부에서 흔치 않은 모습들에 주목했다. 간혹, 몇몇 발자국들은 경사면을 오르는 진행 방향과 약간의 각도를 가지고 발자국들이 나있는데, 그러나 앞 뒷발의 발가락들은 경사면을 향해 나 있다는 것이다. 이것은 마치 이 발자국들을 만든 동물들이 그러한 거리를 약간 옆으로 걸었던 것처럼 보이게 한다. 이것에 대한 가장 가능성있는 설명은 이 동물들은 어떤 흐름이 있는 물 속에서 걸었다는 것이다.      

또한 코코니노 층의 모래 사구 자체의 구조(architecture)는 오늘날의 사막의 사구 언덕과 같지 않았다. 코코니노 사구의 평균 경사각은 25°인 반면, 건조한 모래의 평균 경사각은 30-34°(건조한 모래의 ”안식각; 모래가 사면에 머물 수 있는 최대각”) 이었다.21 물 속 아래의 흐름에 의해 형성된 사구는 사막 사구만큼 높은 평균 경사각을 가지고 있지 않으며, 사막 사구에서 자주 일어나는 '사태(avalanche)'가 발생하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 모래 입자의 현미경적 특징(pitting and frosting)에 대해서는 어떻게 설명할 수 있겠는가? 사막 모래에만 흠집이 생기고, 표면의 광택을 잃게 되는 것은 아님이 밝혀졌다. 사암이 형성되는 교결작용(sand cementation) 중의 화학적 과정을 통해서도, 또한 흠집이 생기고 표면의 광택을 잃을 수 있었던 것이다.22

그래서, 코코니노 사암층은 수면 아래에서 형성되었다는 것을 강력하게 지지하는 것처럼 보인다. 실제로, 코코니노 사암층 내의 사구에 나타나는 구체적인 특성인 매우 순수한 석영 사구는 물의 흐름에 의해서 만들어질 수 있다.23 거대한 해류는 사실상 매우 빠른 시간 내에  엄청난 양의 모래를 쌓을 수 있다. 사층리를 가진 사구들은 발자국들이 씻겨 없어져 버리기 전에 선명한 발자국을 쉽게 보존하면서, 매우 빨리 만들어질 수 있다.

또한 코코니노 사암층과 위에 있는 지층(Toroweap 층)이나 아래에 있는 지층(Hermit 층) 사이의 경계면에는 어떠한 현저한 침식도 없다는 것에 주목하기 바란다. 이 모든 지층들은 여러 장의 유리가 서로 서로 겹쳐져 있는 것처럼 평탄하고 매끄럽게 놓여져있다. 지층의 경계면들이 위에 놓여있는 지층들이 쌓이기 전까지 어떠한 풍화, 침식되지 않았다는 것이 이상하지 않는가? 만일 이 지층들이 장구한 기간 동안에 형성되지 않고, 물에 의해 빠르게 퇴적되었다면 이상할 것이 없다. 이러한 증거들을 가장 잘 설명하고 있는 것은 어느 이론인가?

  .그랜드 캐년 도처에서 허밋 셰일(Hermit Shale) 지층은 표면으로부터 7m에 이르는 깊은 균열들을 가지고 있는데(위 그림의 녹색 별표), 이 균열들은 위에 놓여있는 코코니노 사암층의 모래로 채워져 있다. 어떻게 균열은 수백만 년 동안 채워지지 않다가, 후에 순수한 코코니노 사암으로 채워지게 되었는가?    

  

 

References

14. Baars, D.L., 1962. Permian System of the Colorado Plateau. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, vol. 46, pp. 200~201.
15. Middleton, L.T., Elliott, D.K. andMorales, M., 1990. Coconino Sandstone. In: Grand Canyon Geology, S.S. Beus and M. Morales (eds), Oxford University Press, New York, and Museum of Northern Arizona Press, chapter 10, pp. 183~202.
16. Young, D.A., 1990. The discovery ofterrestrial history. In: Portraits of Creation, H.J. Van Till, R.E. Shaw, J.H. Stek and D.A. Young (eds), William B. Eerdmans, Grand Rapids, Michigan, chapter 3, pp. 80~81.
17. McKee, E.D., 1947. Experiments on the development of tracks in fine cross-bedded sand. Journal of Sedimentary Petrology, vol. 17, pp. 23~28.
18. Brand, L.R. and Tang, T., 1991. Fossil vertebrate footprints in the Coconino Sandstone (Permian) of northern Arizona: Evidence for underwater origin. Geology, vol. 19,pp. 1201~1204.
19. Monastersky, R., 1992. Wading newts may explain enigmatic tracks. Science News, vol. 141 (1), p. 5.
20. Geology Today, vol. 8(3), May-June 1992, pp, 78~79 (Wet tracks).
21. Visher, G.S., 1990. Exploration Stratigraphy, 2nd edition, Penn Well Publishing Co., Tulsa, Oklahoma, pp. 211~213.
22. Kuenen, P.H. and Perdok, W.G., 1962. Experimental abrasion-frosting and defrosting of quartz grains. Journal of Geology, vol. 70, pp. 648~658.
23. Amos, C.L. and King, E.L., 1984. Bedforms of the Canadian eastern seaboard: a comparison with global occurrences. Marine Geology, vol. 57, pp. 167~208.

 

 

* 그랜드 캐니언에 관한 자료들은 다음의 웹주소로 들어가 참조하세요.

New Creation Network

The Grand Canyon : Evidence in Support of Biblical Catastrophe

http://nwcreation.net/grandcanyon.html



제 136호 [2003. 4~6]

번역 - 미디어위원회

링크 - http://naturalselection.0catch.com/Files/geologiccolumn.html

출처 - Revolution against Evolution, 2002. 4. 20

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=926

참고 : 5682|5557|4716|5237|557|4479|6346|4882|5491|4471|6010|2550|4198|6225|4490|3946|3888|1491|3044|4683|4363|4132|6104|5084|925|927|928|6431|6417|6415|616|6240|6222|1192|6422|6462|6507|6508



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