쟈긴스 화석 단애의 다지층나무와 석탄층

John D. Morris, Ph.D.*
2017-07-20

쟈긴스 화석 단애의 다지층나무와 석탄층 

(The Polystrate Trees and Coal Seams of Joggins Fossil Cliffs)


 .셰일층에서부터 사암층을 뚫고 서있는 커다란 석송(lycopod) 화석나무 (Photo by Harold Coffin)

  

   어떤 지질학적 장소들은 현재의 (동일과정설적) 사고를 형성하는데 있어서, 특별히 결정적인 역할을 했다. 놀라운 지층 배열과 화석들이 캐나다의 노바 스코샤(Nova Scotia) 쟈긴스(Joggins) 근처에 있는 펀디 만(Bay of Fundy)을 따라 노출되어 있다.

찰스 다윈(Charles Darwin)의 친구이자 동료이며, 지질학적 동일과정설의 원리를 주창한 찰스 라이엘(Sir Charles Lyell)은 1830년에 그의 고전적인 책 ‘지질학의 원리(Principles of Geology)’를 출판했다. 그 책에서, 그는 오늘날 우리가 보고 있는 것처럼, 지역적 규모로 작용하는 느리고 점진적인 지질작용이 장구한 시간(eon)에 걸쳐 일어나 지표면을 조각했다고 제안했다. 그는 ”현재는 과거를 아는 열쇠이다 (The present is the key to the past).”라고 주장하면서, 격변적 지질학적 사건들의 역할, 특히 노아 시대의 전 지구적 대홍수의 역할을 부정했다.

그 당시의 과학사회는 그의 주장을 반대했다. 왜냐하면 대부분의 지질 퇴적층들은 오늘날에 관찰되는 것에 비해 훨씬 강력한 규모였으며, 작용 속도나 규모 면에서 격변적인 사건의 결과로 가장 잘 해석됐기 때문이었다.

그들을 설득하기 위한 시도로, 라이엘은 자신의 모델을 뒷받침할 증거를 찾기 위해서 멀리 그리고 두루 여행을 했다. 그리고 발견한 장소가 쟈긴스(Joggins)였는데, 그곳에는 나무화석들이 연속적인 몇 개의 석탄층으로부터 수직으로 서 있었던 것이다. 나무들이 대격변적인 홍수로 물에 의해 운반되는 동안 수직으로 서 있다는 것은 거의 상상할 수 없는 일이라고 그는 주장했다.1

그래서 쟈긴스(Joggins)는 대홍수를 반대하는, 그리고 최근의 창조를 거부하는 중요한 논쟁거리가 되었다. 그 결과, 과학분야와 사회분야에 있어서 성경의 영향력은 쇠약해졌고, 생물학적 동일과정설이라는 다윈의 견해는 포장된 탄탄대로로 들어서게 되었던 것이다. 그러면 라이엘이 제시했던 증거는 옳았던 것일까? 새롭게 바라보기 위해서, 그 장소로 되돌아가 보자.


지질학적 환경

극심한 조수간만차로 알려져 있는 펀디 만의 제방을 따라, 사암(sandstone), 미사암(siltstone), 셰일(shale) 층들이 교대로 나타나며 노출되어있다. 이곳에서 만조와 간조 때의 해수면의 차이는 15m를 넘는다! 이것은 단애(cliff)에 지속적인 침식이 일으켰고, 새로운 화석들이 계속해서 드러나게 했다. 지층 배열은 남쪽으로 약 25도 경사져 있는데, 지층 전체의 두께는 원래의 수평 층에 수직으로 측정하면, 대략 4,200m (14,000 피트)나 된다. 개개의 층 사이에는 여러 개의 석탄층들이 산재되어 있다. 라이엘의 협력자였던, 윌리암 도손(Sir William Dawson)은 단지 몇 인치 두께에서부터 지하 채광법으로도 채굴될 수 있을 만큼 두터운, 약 85개의 석탄층을 기록하였다. 이 만의 제방을 따라 북쪽으로 걷게 되면, 하부 지층이 먼저 퇴적되었을 것임으로, 시간상 훨씬 일찍 퇴적된 지층을 만나게 된다. 현대 지질학의 표준적인 사고(동일과정설)에 의하면, 이 두터운 연속 지층은 1천만 년에 걸쳐 (3억1천만 년에서 3억 년 전) 퇴적되었다고 추정되고 있다.

동일과정설적 지질학자들 사이에서도 이들 지층에 대해 두 가지의 해석이 존재한다. (1) 강물이 때때로 범람해서 진흙(mud)이 주변 늪지를 파묻었던 범람원(flood plain)이라는 주장과 (2) 때때로 상승하는 해수면에 의해 침수되었던 해안평야(coastal plain)라는 주장이다. 두 경우 모두, 아래에 놓여있는 분지가 가라앉음에 따라, 퇴적물들이 계속해서 쌓여져서 만들어졌다는 것을 가정하고 있다.3

석탄층들은 나무와 같은 유기물질들이 늪지(swamp)에서 수백 년 동안 쌓여 있다가, 강물의 범람이나 해수면의 상승에 의해 묻히면서, 같은 장소에서 반복적으로 만들어졌다고 생각하고 있었다. 시간이 지남에 따라 두꺼운 진흙과 모래층이 쌓이게 되었고, 나중에 융기된 후 다시 늪지 상태로 되돌려졌다는 것이다. 하지만, 토탄을 형성할 수 있는데 필요한 엄격한 늪지 조건이, 1 천만 년 동안 정확히 똑같은 장소에서 85 번이나 반복되었다는 것은 믿기 어렵다. 그리고 국소적으로 하천의 충전물(infilling)과 더불어, 발자국(trackway) 화석, 물결 자국(ripple mark), 빗방울 자국(raindrop pit), 사층리(cross bedding) 등을 볼 수 있다. 암석 내에 굳어진 채로 발견되는 이러한 특징들의 존재는 일반적인 늪지 이론을 거부한다. 왜냐하면, 늪지에서의 강력한 생란작용(bioturbation, 생물들에 의한 교란작용)이 단지 수년 내에 그것들을 없애버렸을 것이기 때문이다. 그것들은 빠른 매몰(burial)과 보존(preservation)을 필요로 했던 것처럼 보인다.


화석들

물고기로부터, 대합조개, 달팽이, 양치류까지 다양한 화석들이 여기에서 발견된다. 그것들은 주로 담수나 육상에서 살았던 것으로 간주되나, 서관충(tubeworm)이나, 스피로비스(Spirorbis) 등은 거의 확실하게 염수 또는 바다에서 살던 생물들로서, 화석들은 이들 환경의 혼합을 가리키고 있다. 4

가장 인상적인 화석은 수직으로 서있는 석송(lycopod) 나무화석들이다. 그것들은 오늘날의 덩굴식물과는 거의 유사하지 않다. 왜냐하면 이 화석 ‘덩굴식물(vines)’의 줄기는 직경이 1m 까지도 되는 두꺼운 나무줄기이기 때문이다. 가장 흔하게 발견되는 두 가지 종류는 9m 이상 자란 인목(Lepidodendron)과 시질라리아(Sigilaria)이다. 이 나무들은 단단한 내부 목질(pulp)과 비늘 같은 껍질(scalelike bark)이 겹쳐져 있다. 화석들은 그들의 목질을 잃어버렸고, 종종 주변 물질들과는 다른 퇴적물로 채워진 원통형의 석탄화된 껍질만이 남아있었다. 나무화석들은 대개 0.6~3m 높이의(때때로 훨씬 더 큰 것도 있지만) 똑바로 선 그루터기(stumps)가 남아있었다.

한 때는 비었지만 지금은 퇴적물이 채워져 있는 줄기 내부의 우묵한 곳에는, 때때로 도마뱀과 같은 파충류나 양서류의 몸체가 발견된다. 수평적으로 놓여져 있는 통나무는 드물다. 그러나 그것들은 대개 위에 쌓인 퇴적물에 의해 부서져 납작하다. 스티그마리아(Stigmaria)라고 불리는 나무의 뿌리 또는 지근(rootlet)은 종종 본 줄기에서 분리된 채 나타나있다.

찰스 라이엘 이래도 지질학의 주류가 되어버린 동일과정적 지질학(Uniformitarian geology)에서는, 이 나무들은 현재 발견된 장소에서 자랐었다고 생각한다. 만약 나무 밑둥 주변에 식물 잔해들이 모여 그 층이 충분히 두꺼워진다면, 그것은 토탄이 될 수 있었을 것이라는 것이다. 나무들은 결국 퇴적물이 뿌리와 하단 부분을 매몰했을 때 죽게 되었고, 마침내 윗부분은 부러졌고, 내부는 비게 되었으며, 습지에 사는 동물들은 텅 빈 나무 내부에 들어갔다가 갇혀 매장되었다는 것이다. 일시적인 범람으로 그것들은 수 피트의 진흙 아래 묻혔고, 때맞추어 표면 진흙에 또 다른 나무가 자라면서, 그 주기가 반복되는 동안 토탄은 석탄으로 변했다는 것이다. 그리고 부분적으로 묻혔던 죽은 줄기의 일부는 그대로 남겨진 채, 그 위로 계속해서 셰일, 사암, 그리고 축적되는 식물 잔해들의 층들이 쌓였고, 죽은 줄기는 그것을 관통하여 서 있다가 오늘날 다지층(즉 ‘많은 지층’) 화석으로 존재하게 되었다는 것이다. 물론 이것보다 더 만족스러운 설명이 있다.


빠른 퇴적작용에 대한 논쟁

헤럴드 코핀(Harold Coffin) 박사는 이들 다지층 화석나무들이 광범위하고 대대적인 퇴적작용 동안에, 휩쓸려 이 장소로 이동되었다고 간주하는 몇 가지 이유(아래 요약과 증본)를 목록으로 작성했다. 5

1. 특유의 토양층이 없다. 단지 소수의 나무들만이 유기 석탄층으로부터 서 있을 뿐이다. 나무들은 종종 탄층 윗부분에도 놓여있으나, 만약 나무가 토탄 늪지에서 자랐다면 뿌리가 탄층을 관통했을 것이나, 여기서는 좀처럼 관통하지 않는다. 비유기층으로부터 서 있는 나무들은(stumps) 현재 어떠한 토양도 가지고 있지 않다.

2. 수직의 나무들은 종종 얇은 탄층을 포함하여 두 개 이상의 지층들을 관통하고 있다. 종종 그것들은 위에 놓여있는 지층에서부터 서 있는 다른 높이의 나무들과 겹쳐 있다. 죽어서 텅 비고 침수된 나무줄기들은 두 번째 숲이 자라고 모여서 토탄으로 되는데 요구되는 긴 기간 동안 잔존할 수 없다.

3. 뿌리 일부분은 종종 한 때 텅 빈 나무 가지 내부에서 발견되기도 하고, 다른 뿌리 화석들은 대개 몸체와 분리되어 주변 토양 속에 묻혀있다. 이것은 본래 자라던 장소에서 묻혔다는 가설과는 전혀 맞지 않는 시나리오처럼 보인다.

4. 나뭇잎들은 썩지 않은 채 오랜 기간 동안 숲이나 늪지 바닥에 좀처럼 남아 있지 않는다. 그런데도 잘 보존된 나뭇잎 화석들이 풍부하다는 것은 빠른 매몰을 나타내고 있는 것이다.

5. 화석화된 나무 중 일부는 수직의 성장 위치에서 일직선으로가 아니라, 비스듬히 기울어져 있다. 소수는 아래 위가 뒤집힌 채 거꾸로(upside down) 놓여져서 발견된다. 나무의 뿌리 시스템는 어느 것도 완전하지 않으며, 모두 다 끝이 잘려나가 있다.

6. 바다생물인 서관충(tubeworm)인 스피로비스(Spirorbis)가 자주 나무화석들과 함께 화석화되어서 발견된다. 이것은 이들 모두가 바닷물에 노출되었음을 의미한다.

7. 주위의 사암층들은 사층리(crossbed)를 가지고 있는데, 이것은 물이 빠르게 움직였음을 의미한다.

8. 수직으로 서있는 텅 빈 나무들은 전형적으로 주변의 기질(matrix)과는 다른 퇴적물들로 채워져 있다. 내부의 퇴적물들도 그 자체에 사층리를 가지고 있다.

9. 일부 뿌리들과 작은 뿌리들의 긴 쪽(long axis)은 어떠한 특정한 방향성을 가지고 있다. 이것은 이들이 제자리에서 성장한 것이 아니라, 어떤 움직임에 기인한 결과이다. 그리고 그 방향은 물결자국과 사층리를 발생시킨 흐름의 방향과 평행하다.

 

남아있는 수수께끼

그 나무들이 오늘날의 나무들과 너무도 다르다는 사실은, 그 당시의 퇴적 환경이 오늘날 관측되는 퇴적 환경과는 전혀 달랐을 것이라는 사실과 연결된다. 그리고 그 사실은 늪지들이 계속 재구성되었다는 주장들을 거부하고 있다. 쟈긴스의 지층들은 동일과정적 사고로서는 확실히 해결책을 찾을 수 없다. 반면에, 노아 시대의 대홍수 동안 필연적으로 발생했을 많은 복잡한 사건들은, 가능성있는 해결책을 제시할 수 있는 구조틀을 제공하고 있다.

명심할 것은, 다지층나무 화석들을 가지고 있는 쟈긴스의 석탄 지역들은 많은 석탄기의 석탄 퇴적층들과 다르지 않다는 것이다.쉐븐(Scheven)은 대홍수 이전의 많은 나무들이 실제로 수면에서 자랐을지도 모른다고 제안했다.가벼운 무게, 텅 빈 구조, 그리고 평편하게 누워있는 대규모의 뿌리계로 말미암아, 그것들은 성장하는 식물 매트(mat)를 형성했을지도 모른다는 것이다. 뒤얽혀 있는 뿌리(intertwined roots)는 안정성을 부여함으로써, 작은 양서류와 파충류들에게 그런대로 괜찮은 일시적인 집이 되었을 수도 있었을 것이다.

아마도 대홍수가 시작되었을 때, 이들 나무숲의 섬들은 떠다니기를 계속했고, 그러나 죽기 시작하면서 해체되기 시작했고, 부드러운 내부 목질부분은 부패되었을 것이다. 물을 먹은 유기물질들은 매트 아래로 가라앉아 축적되었고, 넓은 대양으로부터 밀려온 이류(mud flow)에 의해 자주 덮여졌을 것이다. 따라서 연속적인 석탄 퇴적층들이 한 장소에서 반복적으로 만들어질 수 있었을 것이다. 비슷한 시나리오로서, 세인트 헬렌산 폭발 후 스프릿 호수에는 육상에서 떠내려 온 수많은 나무들이 떠다니는 통나무 매트(floating log mat)들을 이루는 것이 관측되었다. 그곳에서 육상식물들은 떠다녔고 (어떤 것을 선 채로), 스프릿 호수 바닥에 가라앉았던 것이다.옐로스톤의 화석림에서처럼 (그리고 스프릿 호수에서처럼), 쟈긴스의 일부 나무들은 이류에 의해 수직으로 서있는 자세로 갇혔고 묻혀졌을 것이다.연속되어진 각각의 층(layers)들은 다지층 나무 화석들에 의해 관통당했고, 각 경우들은 단기간 내에 빠른 퇴적을 필요로 하는 것이었다.

더 많은 연구를 통해 더 완전한 이해가 있어야 하겠지만, 라이엘과 오늘날 그의 제자들이 말하고 있는 ‘그랬을 것이라는 이야기(just-so story)’는 사실들과 전혀 맞지 않다는 것을 자신 있게 말할 수 있다. 불행하게도 그의 이야기는, 그 시대의 많은 과학자들과 신학자들로 하여금 최근의 창조와 전 지구적인 대홍수설을 포기하도록 설득하기에 충분했다는 것이다. 그러나 이제는 더 많은 사실들이 알려져 있기 때문에, 오늘날에는 불충분하다.


References

1 Lyell, Charles, Elements of Geology, 1882, New York, Harper and Brothers, pp. 409-419.

2 This author's master's thesis (1977) dealt with the use of this extreme tidal range to generate electricity, but the April 1999 field work on which this article is partially based was his first visit to the Joggins fossil cliffs.

3 Ferguson, Laing, The Fossil Cliffs of Joggins, 1988, Halifax, Nova Scotia, Nova Scotia Museum.

4 Coffin, Harold, 'A Paleoecological Misinterpretation,' in Scientific Studies in Special Creation, Nutley, N.J. Presbyterian and Reformed, 1971, pp. 165-168.

5 Coffin, Harold, Origin by Design, 1993, Hagerstown, Maryland Review and Herald Hagerstown, Maryland, pp. 117-133.

6 Rupke, N.A., 'Prolegomena to a Study of Cataclysmal Sedimentation,' in Why Not Creation, Nutley, N.J. Presbyterian and Reformed, 1970, pp. 141-179.

7 Scheven, Joachim, 'The Carboniferous Floating Forest—An Extinct Pre-Flood Ecosystem,' Creation Ex Nihilo Technical Journal, vol. 10, no. 1, pp. 70-81.

8 Austin, Steven A., 'Mount St. Helens: Explosive Evidence for Catastrophe' (video) 1995, Institute for Creation Research.

9 Morris, John D. 'The Yellowstone Petrified Forest,' Acts & Facts, Impact No. 268, October 1995.

* Dr. John D. Morris is President of the Institute for Creation Research and professor of geology for the ICR Graduate School.

 

* 참조  :

.미국 옐로스톤 국립공원의 똑바로 선 채로 화석이 되어있는 화석나무들. 

.옐로스톤의 화석나무들은 수백만 년 동안 자란 숲으로 해석되어 교과서에 실려 있다. 

 

.세인트 헬렌산 폭발후 스프릿 호수에 수직으로 떠있는 통나무들 

.이들 나무들은 계속 쌓이는 퇴적물에 의해서 마치 그 자리에서 자랐던 나무들처럼 여러 높이에서 선 채로 파묻혀졌다. 

 

스프릿 호수 바닥에 대한 수중 음파탐지 결과 약 19,000 그루의 통나무들이 수직으로 묻혀있는 것으로 조사되었다.



번역 - 대구지부

링크 - http://www.icr.org/pubs/imp/imp-316.htm

출처 - ICR, Impact No. 316, 1999

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=2093

참고 : 2383|2386|2390|604|545|2856|2662|2663|2704|2882|2961|536|2375|1810|2777|2647|1941|2543|4205|4275|4235|3129|5037|4748|3883|3596|2511|2355|2285|1524|1359|5147|5266|5407|5857|5867|6111|6392|6644|6569|6638|6566



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