지형과 노아홍수 : 산과 골짜기, 선상지, 표이석들은 거대한 홍수를 증거한다

지형과 노아홍수 

: 산과 골짜기, 선상지, 표이석들은 거대한 홍수를 증거한다

이재만


왜 대부분의 산과 골짜기들은 일괄된 모습을 보여주고 있을까?
오랜 세월에 걸쳐 침식되어서 이러한 모양까지 왔을까?
아니면 이러한 일괄적인 지형을 만들었던 사건을 모두 함께 겪었던 것일까?
 

▲ 그림1 : 대부분의 산과 골짜기는 저지대에서 꼭대기로올라갈수록 가파른 모습을 보여준다.


산을 한 번 그려 보라 하면 그리는 사람마다 차이는 있겠지만 대충은 비슷하게 그린다. 아마 산 하부는 완만한 경사를 보이다가 산꼭대기로 올라갈수록 점점 가파르게 되는 모습을 그리게 될 것이다. 사람들이 이러한 모양으로 그리는 이유는 대부분의 산이 그렇게 생겼기 때문일 것이다(그림1).

산의 능선보다도 골짜기의 경사는 이러한 양상을 더욱 분명히 보이는데, 골짜기 저지대에서 산꼭대기로 올라가면서 점점 가파르게 되는 지형을 보인다. 왜 대부분의 산과 골짜기들은 이러한 일괄된 모습을 보여줄까? 오랜 세월에 걸쳐 침식되어서 이러한 모양까지 왔을까? 아니면 이러한 일괄적인 지형을 만들었던 사건을 모두 함께 겪었던 것일까? 이번 지질학 강좌에서는 지형이 어떻게 형성되었는지에 대해서 생각해보자.

1899년 데이비스(W. M. Davis)는 침식윤회(cycle of erosion)의 개념을 지형학에 도입하였다. 중고등학교 지구과학 교과서에도 쉽게 발견할 수 있는 원지형, 유년기 지형, 장년기, 노년기, 준평원의 윤회가 바로 그것이다. 이후 1953년 펜크(W. Penk)는 지형윤회 가운데 준평원으로 발전은 불가능하며 이전의 산사면(山斜面)은 더 낮은 각도의 산사면으로 대치될 뿐이라는 이론을 내세웠다(slope replacement). 그 후에 킹(L. C. King, 1953), 부델(J. Budel, 1982) 등이 더 발전적인 지형학적 이론을 피력하였다. 그러나 이러한 이론들은 기본적으로 현재 관찰되는 지형의 아주 느린 침식속도를 적용하여 과거의 지형을 가늠해 보려는 노력들로서, 동일과정설의 근본적인 사고의 틀에서 벗어나지 못한 이론이다.

그러던 중 해크(J. T. Hack, 1975)는 '동적평형(dynamic equilibrium)”이라는 기존의 이론에서 벗어난 지형발달에 관한 해석을 발표하였다. 그는 '이상적인 경우에 지표의 변화와 암상(lithology)은 시간이 가더라도 변하지 않고 남아 있어서, 지형의 모습은 처음 형성되었을 때 이래로 거의 변화 없이 그대로 남아있다.”라는 결론을 내렸다.  그는 '기복, 경사도, 하천의 경사 등은 각각의 단위 면적이 동일한 퇴적물에 따라서 현재의 지형을 이루었으며, 저항이 강한 암석은 가파르고, 울퉁불퉁한 기복을 보이는 반면, 저항이 약한 암상의 지역은 적은 기복과 완만한 경사를 보인다”라고 추가하였다. 해크의 이론은 현재의 지형이 침식윤회나 이에서 파생된 동일과정설적인 개념에서 비롯된 이론의 한계를 인정한 것이며, 오늘날의 지형은 어떠한 격변적 사건에 의해 형성된 모습을 그대로 유지한다는 내용을  내포한다는 것을 배제할 수 없다.

여기서 우리는 지형의 발달에 대하여 두개의 개념으로 구별된다는 것을 알 수 있다.  하나는 지형 전체가 시간에 따라 점차 진화한다는 것이고, 다른 하나는 시간과 상관없이 어떠한 사건을 통하여 지형이 만들어지고 그 모습이 지금까지 유지되고 있다는 것이다. 다시 말하면, 전자는, 현재지형은 지형이 점진적인 변화의 과정을 거쳐 형성되었기 때문에 시간을 거꾸로 거슬러 올라가면 지금과 다른 지형을 가졌을 것이라는 것이다. 반면에 후자의 이론은 현재지형은 어떠한 모습이 결정된 상태에서 시간이 변하더라도 현재의 모습의 틀에서 거의 차이가 없다는 이야기이다. 즉 현재 모습의 지형을 결정할 어떠한 사건이 있어야 한다는 것이다. 

 ▲ 그림 2 : 위버의 선상지 형성 실험 : 선상지의 형성은 오랜 시간을 요하지 않으며 시간보다는 하나의 사건에 좌우되는 것을 증명하였다. 선상지는 짧은 시간에 만들어졌다.


이러한 생각은 단지 침식의 개념에서만이 아니다. 과거를 해석하려는 지질학의 거의 모든 이론에서 시간이라는 개념이 크게 자리를 잡고 있다는 것은 부정할 수 없다. '어떻게 이렇게 높은 절벽이 만들어졌을까?”라는 질문을 놓고도 현재 침식되는 속도로 보아 오랜 기간에 걸쳐 형성되었다(시간이 가장 중요한 요소임)는 것과 이러한 절벽을 형성시킬만한 어떠한 사건이 있었다(사건이 가장 중요한 요소임)는 해석의 대립이 있는 것이다. 지형학에 있어서도 실험적인 접근이 시도되고 있는 것이 최근의 추세이다. 위버(Weaver, 1984)는 선상지(Fan)가 형성되는 과정을 실험으로 보여주었는데, 결론만 언급하면 어떠한 선상지가 형성되는 것은 시간에 관련된 것이 아니라, 그만한 선상지를 만들 수 있는 어떤 사건(episode)이 있어야 한다는 결론을 얻었다(그림2). 사진의 실험은 짧은 시간 내에 이루어진 것이다. 실제로 지구상의 거의 모든 선상지는 동일한 모습을 보여준다(그림3).

▲ 그림 3 : 선상지 : 대부분의 선상지는 위버의 실험과 똑같은 모습을 보인다.


선상지뿐만 아니라 처음 언급했던 골짜기나 하천의 단면을 보면 서로가 동일한 양상을 보여주는데, 다른 골짜기나 하천에 의해서 잘리지 않는 한 지수함수 모양의 경사도(exponential slope)를 보여준다. 알려진 바처럼, 일반적으로 하나의 물리적 사건에 대한 그 반응은 항상 지수함수의 현상으로 나타난다. 지형은 골짜기와 하천의 단면이 물의 침식의 결과임에는 틀림없는데 모두가 지수함수의 단면을 보여준다는 것은 무엇을 의미하는 것일까? 지금은 관찰할 수 없지만 단번에 흙과 암석을 쓸어버리며 현재의 골짜기와 하천을 만들었던 커다란 침식사건을 경험한 것은 아닐까? 실제로 지수함수의 지형단면은 한번의 어떠한 사건에 의한 결과가 아니면 형성이 불가능하다. 기존 동일과정설에 입각한 지질학자들은 지형형성의 과정조차 일괄된 해석을 제시하지 못하고 있는 것이 사실이다.

추가적인 격변의 예를 들어보자.  대부분의 골짜기와 강들은 하부조차도 상류에서 운반된 커다란 바위들로 채워져 있다. 이러한 큰 바위들은 지금과 같은 과정으로는 도저히 움직일 수조차 없다. 수리적인 법칙으로 이들을 운반하는데 필요했던 물의 깊이를 예상할 수 있는데(Costa, 1983) 역사에 기록된 홍수를 통해서도 움직일 수 없는 크기들이다. 우리가 알고있는 그랜드캐년의 형성에 대하여도 동일과정설적인 지질학자들이 제시한 이론이 학자들 사이에 정리된 경우는 전혀 없다. 아직도 이들이 형성될만한 만족할 만한 모델을 제시하지 못하기 때문이다. 단지 오랜 침식에 의해서 지금과 같은 계곡이 만들어졌을 것이라는 다분히 철학적인 관념만을 갖고 있을 뿐이다. 그렇지만 계곡 하천의 바닥에 채워진, 상류에서 운반되어진 수많은 큰 바위들은 지금과 같은 과정으로 오랜 세월 동안 형성되었다는 생각을 단적으로 부정한다. 그랜드캐년의 하천의 완만한 경사도를 보아 이들이 운반되어지려면 현재의 물의 속도와 양을 가지고는 어림도 없다. 현재는 상상할 수 없는 엄청난 양의 물이 개입되었다는 생각을 가져야만 가능하다.

대부분의 지질학적 과정은 어떠한 중요한 변화가 발생하기 전에 훨씬 커다란 어떤 높은 에너지 수준(우리는 이를 '문턱, threshold”이라고 부른다)의 불연속적인 과정을 필요로 한다. 예를 들어 정지해 있던 강바닥의 돌의 이동, 범람원의 형성, 빙하류, 지진, 화산 암맥 등은 기존의 에너지 수준보다 훨씬 초과된 에너지를 수반하며 일어나는 지질학적 현상들이다. 지구상의 지형들을 설명하기 위해서는 이러한 초과된 에너지를 고려하지 않으면 명확한 해석을 하는 것은 실제로 불가능하다.

일반적으로 동일과정설은 현재 지형을 침식과 퇴적에 의해 진화하는 과정 중에 있는 것으로 해석한다. 반면에 대격변적인 모델은 전체적인 모양을 커다란 격변이 남겨놓은 잔류 지형(relic landform)으로 해석한다. 그렇다면 이러한 대격변은 언제 있었을까?  도대체 현재는 도저히 상상할 수 없는 대 사건이 지구상에 이러한 흔적들을 남겨놓았을 터인데, 그것이 과연 언제였을까?

자연현상에서 격변(catastrophe)이라는 용어는 높은 강도로(energy), 짧은 시간 안에(power), 넓은 지역에서(area), 드물게 일어나는(probability) 사건이라고 정의를 내릴 수 있다. 성경에는 이러한 사건을 분명하게 묘사하고 있다. (모든) 깊음의 샘들이 터지고, 하늘의 창들이 열리고, 천하의 높은 산들이 덮였다고 했다. 바로 노아홍수이다. 1년 이내에 일어난 사건이라고 했다. 홍수 후에 지구 전체를 덮었던 물들은 점차 감하여졌다(바다로 모였다)고 했다. 물이 지대가 낮은 바다로 빠져가면서 지금의 많은 지형들을 남겨놓았을 것이다. 한편, 홍수 직후에는 고립된 높은 곳에 많은 양의 물이 고여있는 지역도 곳곳에 있었을 것이다.  그리고 이들이 호수처럼 존재하다가 불안정한 위치에너지 때문에 갑작스럽게 낮은 위치에너지로 (댐이 터지듯이) 쏟아져 내렸을 것이다. 그리고 이러한 물들은 순식간에 침식을 일으키며 가파른 사면을 보여주는 지형을 이루어 놓았을 것이다.

우리는 높은 산 위에 올라서서 산과 강을 본다. 그리고 이들이 하나님의 물의 심판 후에 남겨놓은 홍수의 흔적임을 충분히 느낄 수 있다. 여호수아가 요단강을 건넌 후 12개의 돌들을 길갈에 세우며 '너희 자손이 이 돌(stone)들은 무슨 뜻이뇨 하거든... 너희 하나님 여호와께서 요단 물을 너희 앞에 마르게 하사 너희로 건너게 하신 것이 너희 하나님 여호와께서 우리 앞에 홍해를 말리시고 우리로 건너가게 하심과 같았나니, 이는 땅의 모든 백성으로 여호와의 손이 능하심을 알게 하며 너희로 너의 하나님 여호와를 영원토록 경외하게 하려 하심이라 하라(여호수아 4장 6절, 23-24절)”고 하였다. 노아와 그 가족들은 이 땅이 왜 이러한 모습을 모이고 있는지 분명히 알았을 것이다. 계곡과 하천의 경사가 어떻게 형성되었는지, 지금은 해석할 수 없는 수많은 커다란 돌들이 어떻게 옮겨져 왔는지도….  그리고 이것을 잊어버렸을 때, 그 후손들이 어떻게 될 것인가도 분명히 알았을 것이다. 길갈 땅의 돌들처럼 하나님은 심판을 알게 할 많은 수많은 돌들을 남겨놓으셨다.

다음 호에서는 대격변이 남겨놓은 잔류지형에 대하여 하나씩 예를 들어 설명하겠다.

 

참고문헌

1) Budel, J., 1982, Climatic Geomorphology, Princeton University Press, Princeton.

2) Davis, W. M., 1899, The geographical cycle, Geographical Journal 14, 481-504.

3) Hack, J. T., 1975, Dynamic equilibrium and landscape evolution, Thories of Landform Development, Allen and Unwin, Boston and London, 87-102.

4) King, L. C., 1953, Canons of landscape evolution.  Bulletin of the Geological Society of America 64, 721-52.

5) Penck, W., 1953, Morphological Analysis of landforms, Macmillan, London.

6) Costa, 1983, GSA Bull., 94, 996.

7) Austin, S. A., 1994, Grand Canyon Monument to Catastrophe, Santee, California, Institute for Creation Reseach.

8) Schumm, Stanley, Paul Mosley, William E, Weaver, 1987, Experimental Fluvial Geomorphology, New York, John Wiley & Sons.

9) Weaver, W.E., 1984, Experimantal study of alluvial fans, Colorado State Univ., Fort Collinse.

 

*참조 : How landscapes reveal Noah’s Flood: Visualizing the receding floodwaters
http://creationontheweb.com/content/view/5916/


출처 - 창조지

구분 - 3

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=261



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