대홍수로 만들어진 오팔 : 이 놀라운 보석은 지구 역사상 독특한 시기에 형성되었다.

미디어위원회

대홍수-지질학

2024-07-07

대홍수로 만들어진 오팔

이 놀라운 보석은 지구 역사상 독특한 시기에 형성되었다.

(Fiery opals from the Flood

These stunning gemstones formed at a unique time in Earth’s history).

by Tas Walker

클레오파트라, 나폴레옹, 빅토리아 여왕의 공통점은 무엇일까? 그들은 모두 오팔(opals)을 소유하고, 사랑했다는 것이다.

오팔(그림 1)은 수천 년 동안 사랑받아 온 놀랍고 화려한 보석이다. 중세에는 헝가리에서 오팔이 채굴되었지만, 1800년대 후반부터 호주는 여러 오팔 광산에서 보석을 공급하기 시작했다. 일부 추정에 따르면, 현재 전 세계 오팔의 90% 이상이 호주에서 생산되고 있다(아래 박스글 참조).

호주 남부 쿠버 페디(Coober Pedy)의 오팔 광산을 방문했을 때, 상점에는 온갖 종류의 오팔 보석들이 진열되어 있었다. 한 표지판에는 “수천만 년 전 공룡들이 지구를 돌아다닐 때, 만들어지는 과정에서 불과 빛을 가두는 듯한 독특한 보석이 만들어져 오팔이 탄생했다”라고 적혀 있었다. 공룡과 수천만 년이라는 시간이 사람들의 마음속에 오팔을 더 매력적으로 보이게 하는 것 같다.

오팔의 형성에 관한 일반적인 생각은 오랜 기간 동안 풍화 작용을 통해 형성되었다는 것이다. 즉, 수십만 년에 걸친 강우, 지하수, 화학작용이 오팔을 형성했다는 것이다. 하지만 최근 연구에 따르면, 오팔은 훨씬 더 빠르게 형성된다는 사실이 밝혀졌다. 그리고 오팔이 빠르게 형성되었다는 증거뿐만 아니라, 노아 홍수 동안 형성되었다는 여러 증거들이 나타나고 있다.

오랫동안 일반적인 풍화 작용을 통해 오팔이 형성되었다는 것이 일반적인 생각이었지만, 오팔은 훨씬 더 빠르게 형성된다는 사실이 밝혀졌다.

한 오팔 광부는 오팔이 빠르게 형성된다는 것을 입증했다.

오팔이 빠르게 형성된다는 놀라운 증거는 1960년대 초 호주의 라이트닝 리지(Lightning Ridge) 오팔 지역으로 이주한, 오팔 광부이자 연구자인 렌 크램(Lenin George ‘Len’ Cram) 박사에 의해 입증되었다.[1] 렌 박사는 오팔에 관한 인기있는 책을 저술했으며[2], 오팔 형성 원리에 대한 연구로 유명하다. 기독교 신자인 그는 성경의 대홍수를 부정하고, 오팔이 형성되는 데 수백만 년이 걸렸다고 주장하는 지질학자들에게 실망감을 느꼈다. 크램 박사는 오팔이 성경적 시간틀 내에 형성되었을 것이라고 확신했다.

그림 1. 무지개 색깔이 불처럼 타오르는 오팔은 돌릴 때마다 빛이 변화하고 번쩍인다. <© Oksana Tabachenkova | Dreamstime.com>

렌은 자신의 소유지에 있는 양철지붕 창고에서 다양한 퇴적물과 용액으로 실험을 시작했다. 1970년대 중반, 수년간의 실패 끝에 그는 몇 달 만에 잼을 만드는 병에서 오팔을 형성하는 데 성공했다. 실제로 그는 파란색, 녹색, 오렌지색 등 다양한 종류의 오팔을 만들 수 있었다. 또한 어두운 포치(potch) 배경에서 색깔이 나타나는 귀중한 흑색 오팔(black opal)도 만들 수 있었다.

만들어진 오팔은 전자현미경으로도 실제와 같이 자연스러워 보였다. 그는 오팔이 빠르게 형성된다는 것을 결정적으로 증명했던 것이다.

렌은 라이트닝 리지의 퇴적물인 실리카(석영) 모래(silica sand, SiO2)를 병(jar)에 넣었다. 석영은 매우 단단하여 칼로 흠집을 낼 수 없다.[3] 그런 다음 렌은 실리콘(silicon)을 포함하는 한 유기물질(tetraethyl orthosilicate, aka tetraethoxysilane(TEOS) or tetraethyl orthosilicate is Si(OC2H5)4) 용액을 병에 부어넣었다. 용액에서 시약들의 조합은 실리카 모래가 물을 흡수하도록 했고, 수화물이 되었다. 테트라에틸 오르토실리케이트(tetraethyl orthosilicate)는 물과 반응하여 실리카를 침전시키면서, 에탄올을 형성하였다. 몇 주 만에 모래에 오팔의 색깔이 나타났다.

실리카 모래는 이온 교환 과정을 통해, 원자 하나하나가 화학적으로 귀중한 오팔로 바뀌어갔다. 이 과정은 퇴적물의 한 지점에서 시작되어, 용액의 모든 관련 성분이 소진될 때까지 퍼져나갔다. 즉, '광층(seam)' 오팔은 반드시 모 퇴적물의 기존 균열에 퇴적된 것이 아니라, 이전에 틈이 존재하지 않았던 퇴적물에서 형성되었던 것이다.

색의 첫 징후는 15분 정도면 나타날 수 있었다. 오팔은 몇 달 동안 계속 성장하여, 두께가 센티미터를 초과할 수 있는 띠 또는 이음새를 형성하였다. 몇 달 또는 몇 년 동안 오팔은 여전히 부드럽고 젤(gel) 같은 상태를 유지하였다. 그러나 시간이 지나면서 물속에서도 오팔 젤은 점차 과도한 수분을 배출하고, 딱딱하게 굳어졌다.

렌의 실험을 통해, 오팔이 형성되는 데 오랜 시간이 필요하지 않다는 사실이 입증되었다. 또한 오팔이 자연에서 어떻게 형성될 수 있었는지에 대한 통찰력을 제공해주었다. 모퇴적물(host sediments)이 퇴적되면서, 관련 물은 용질을 획득하여 실리카를 오팔로 변화시키는 화학적 특성을 갖게 된다. 오팔 형성은 활성 화학물질들이 모두 소진될 때까지 계속되었다. 그리고 시간이 지나면서 오팔 젤은 재구성되었고, 굳어졌다.

박테리아는 오팔이 빠르게 형성되었음을 증명해주었다

1999년 제1회 라이트닝 리지 오팔 심포지엄에서 한스 (테드) 베어(Hans (Ted) Behr) 교수는 오팔은 빠르게 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 실제로 빠르게 형성되었다는, 또 다른 놀라운 증거를 제시했다.[4] 그는 포치 오팔(potch opal, 일반적인 싸구려 오팔)에서 많은 수의 화석 미생물 군집을 발견했다고 발표했다.

박테리아가 보존되어 존재한다는 것은 오팔이 상당히 빨리 형성되었다는 것을 의미한다. 그렇지 않다면 유기물 구조가 분해되었을 것이다. 실제로 필요한 시간은 몇 주에서 몇 달에 불과하다는 결론을 내렸다. 이후 카렌 베흐(Karen Behr) 박사의 연구에 따르면, 가장 흔한 박테리아 유형은 호기성(산소를 필요로 하는) 믹소박테리아(myxobacteria, 점액세균)와 방선균(actinomycetes)으로 밝혀졌다(그림 4).

박테리아가 보존되어 있다는 것은 오팔이 상당히 빠르게 형성되었음을 의미한다... 실제로 필요한 시간은 몇 주에서 몇 달에 불과하다는 결론을 내렸다.

그림 4. 최종 경화 전 포치(potch)의 실리카 구체 사이의 기공 공간에서 성장한 마이크로모노스포라(Micromonospora) 박테리아의 필라멘트. (Watkins et al, ref. 4.) <© State of New South Wales>

연구 결과, 박테리아를 포함하는 오팔은 퇴적물이 퇴적된 지 수천 년이 아닌, 비교적 신선하고, 아직 산소가 제공되고, 경화되지 않은 시기에 형성되었을 것으로 밝혀졌다.

미생물은 오팔이 형성될 당시의 조건에 대한 다른 단서도 제공해준다. 당시 환경은 호기성일 뿐만 아니라, 영양분이 풍부했고, 온도는 35°C 미만이었으며, pH는 거의 중성에 가까웠음을 알 수 있게 해준다. 영양분이 풍부한 환경은 실리카에 수분을 공급하여, 오팔로 변한 유기화합물의 존재를 설명할 수 있다. 또한 노아 홍수 당시, 특히 홍수가 시작된 지 약 5개월 후 물이 최고조에 달했을 때, 영양분이 풍부한 환경이 예상된다.[5] 그 당시에는 뿌리가 뽑힌 식물을 포함하여, 파괴되고 썩은 유기물이 엄청나게 많이 포함되어 있었을 것이다. 그리고 화산 활동들로 인해 수온은 상승하여 따뜻했을 것이다.[6]

점토 렌즈들과 흐르는 물

오팔은 호주 대찬정분지(Great Artesian Basin)의 최상층 사암 퇴적층에서 세밀한 입자의 적층 점토 렌즈(laminated clay lenses, 가운데는 두껍고 가장자리는 얇은)에서 발견된다. 이 점토 렌즈들은 서로 분리되어 있으며, 두께는 수 cm에서 수 m까지 다양하다. 라이트닝 리지에서는 이를 핀치 점토상(Finch Clay Facies)이라고 부른다.[7] 현지인들은 오팔 생산 지대를 '오팔 고도(opal level)' 또는 '오팔 지평선(opal horizon)'이라고 부른다.

지질학자들은 점토 퇴적층을 발견하면, 보통 점토 입자가 바닥에 오랜 시간 동안에 걸쳐 천천히 가라앉았을 것이라고 생각하기 때문에, 장구한 기간에 걸쳐 고인 물에서 점토가 퇴적되었을 것이라고 말한다. 그러나 실험 연구에 따르면, 점토는 입자 단위로 가라앉는 것이 아니라, 응집체(floccules)로 뭉쳐서, 흐르는 물에서 빠르게 퇴적되는 것으로 나타났다.[8] 따라서 핀치 점토상은 홍수 환경과 일치하는 흐르는 물에서 퇴적된 것이다.

다양한 동물들이 들어있는 오팔 화석

점토층에는 또한 많은 생물 화석들이 포함되어 있으며, 이 화석들도 오팔화되어 있다.[5, 9] 흥미롭게도 이 화석들에는 어류와 연체동물 같은 수생생물, 거북과 악어 같은 수륙 양서 동물, 공룡과 포유류 같은 육상동물, 익룡과 새 같은 비행동물 등이 포함되어 있다. 이들은 분명히 다양한 서식지에 살았기 때문에, 비정상적인 조건이 이들을 압도하고 파묻어 버렸음을 시사한다.

주류 지질학자들이 내놓을 수 있는 최선의 해석은 퇴적물이 해안 근처의 담수 석호에 퇴적되었다는 것이다. 그러나 이러한 환경은 다양한 동물들의 화석화나, 뛰어난 보존 상태를 설명하기에 적절하지 않다. 화석들 중 일부는 고립된 조각으로 발견되지만, 다른 화석들은 화석층에 집중되어 있다. 이러한 화석층은 풍부한 물, 풍부한 퇴적물, 격변적인 운송 및 퇴적 과정을 가리킨다.

식물 화석도 존재하는데, 이 화석들은 뿌리들이 없기 때문에, 자기 자리에서 자랐던 것이 아니라, 물에 의해 운반되어왔음을 나타낸다. 또한, 분쇄되고 파쇠된 식물 잔해들이 발견되는 경우가 흔한데, 이는 고에너지의 물에 의한 운송 과정이 있었다는 또 하나의 증거이다. 이 모든 것들은 노아의 홍수 동안 예상되는 일이다.

급속한 침전 및 퇴적은 고압력 환경을 조성했다

그림 5. 흑색오팔의 한 부위 안으로, 포치로부터 압착된 오팔의 볼록한 다이아퍼(bulbous diapir). (Watkins et al., ref. 4.) <© State of New South Wales | CC BY 4.0>

또한 점토 퇴적물에는 각력암 파이프(breccia pipes)라고 불리는 부서진 암석의 파이프 같은 '굴뚝'도 발견된다. 점토층에 있는 이 수직(또는 거의 수직에 가까운)의 관입 구조는 원통, 원뿔, 쐐기 모양을 하고 있다. 크기는 가로 몇 cm에서 세로로 수십 m에 이른다.

지역 주민들은 이 파이프를 '블로우(blows, 내뿜어짐)'라고 부르는데, 당시 상황은 그래픽으로 설명되고 있다. 이 지역에서는 불투수성인 핀치 점토상 위에 퇴적물이 계속해서 빠르게 쌓였다. 지질학자들은 점토 지층 위에 1,000m 이상의 퇴적물이 퇴적된 것으로 추정한다. 이로 인해 퇴적물 무게에 의한 점토 내의 공기 압력이 증가했고, 때때로 이러한 '블로우'를 통해 가압된 물이 갑자기 방출되기도 했다. 또한 과도한 압력으로 인해 부드러운 유연한 물질이 눈물방울, 버섯, 돔과 같은 볼록한 모양으로 압착되어 다이아퍼(diapir)라고 불리는 지질학적 지형이 형성되었다.(그림 5).

이 모든 일은 노아 홍수의 물이 최고조에 달하기 얼마 전, 물이 상승하면서 일어났다.[10] 이 퇴적물은 쌓이는 데 오래 걸리지 않았을 것이며, 아마도 며칠 만에 '블로우(blows)'를 일으킨 압력 축적을 설명할 수 있다.

홍수가 정점에 이르렀다가 물러간 후, 자연스럽게 그 위에 쌓인 퇴적물이 침식되어 현재 모습의 지형이 만들어졌다.

그림 6. 화려한 불타는 오팔. <© Ruslan Minakryn | Dreamstime.com>

결론

화려한 불빛이 번쩍이는 귀중한 오팔을 볼 때마다(그림 6), 우리는 그것이 지구 역사에서 독특한 시기에 만들어졌다는 것을 기억할 필요가 있다. 노아 시대의 전 지구적 홍수는 특별한 조건을 제공했다. 우리는 오팔의 형성에 필요한 시간이 성경에 기록된 시간과 쉽게 일치한다는 것을 보여준 놀라운 실험에 감탄할 수 있다. 그리고 보석의 다양한 색깔들을 볼 때, 우리는 홍수 후에 나타난 무지개를 기억할 수 있는데, 이는 하나님께서 다시는 그런 홍수가 지구에 일어나지 않겠다는 엄숙한 약속으로 주신 것이다.

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오팔의 구조

오팔에는 값비싼 프레셔스 오팔(precious opal, 귀오팔)과 보통의 포치 오팔(potch opal)의 두 가지 기본 유형이 있다. 여러 가지 색깔들이 번쩍이는 값비싼 오팔은 모두 같은 크기의 작은 실리카(SiO2) 볼(balls)들이 규칙적인 패턴으로 배열되어 있다(그림 2A).* 오팔의 실리카는 결정질 형태의 실리카인 석영과 달리, 비정질 또는 비결정질(amorphous or non-crystalline)이다. 이 배열은 백색광을 무지개 색으로 회절시킨다. 색은 빛의 각도와 볼의 크기에 따라 달라지며, 140~300nm 까지 다양할 수 있다. 가시광선 파장(약 400~700nm)보다 약간 작다. 포치 오팔은 생동감이 없고, 가치가 없다. 프레셔스 오팔이 갖고 있는 역동적인 색깔들이 부족하다. 그 이유는 실리카 볼(구)들이 여러 크기가 섞여 있고 불규칙하게 뒤섞여 있거나(그림 2B), 볼이 너무 작아서, 색을 만들어내지 못하기 때문이다. 실리카 볼이 크면 무지개 색에서 빨간색인 빨강, 주황, 노랑색이 나온다. 볼이 작으면 파란색, 남색, 보라색과 같은 반대쪽의 색상을 생성한다. 녹색은 가운데에 있다. 파란색과 녹색은 오팔에서 가장 일반적인 색상이며, 일반적으로 빨간색의 색상이 포함되면 더 가치 있는 것으로 간주된다.

그림 2. 프레셔스 오팔(A)과 포치 오팔(B)의 실리카 구체(볼)의 패킹 배열. 실리카 구의 질서 정연한 패킹으로 인해 백색광이 회절될 때, 그 결과적인 색깔은 볼의 크기에 따라 달라진다(C).

* See Watkins, et al., ref. 4 in main text.

Image Credits: Artistic changes after original figure in ref. 7 (A) inset: © Daniel Nagy | Dreamstime.com (B) inset: CC BY-SA 4.0 International | © Stannatsw | Wikipedia Artistic changes after original figure in ref. 7 (A) inset: © Daniel Nagy | Dreamstime.com (B) inset: CC BY-SA 4.0 International | © Stannatsw | Wikipedia

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오팔은 어디에서 발견되는가?

호주의 주요 오팔 광산은 남호주의 쿠버 페디(Coober Pedy, A), 안다무카(Andamooka, B), 민타비(Mintabie, C)와 뉴사우스 웨일즈의 라이트닝 리지(Lightning Ridge, D)에 있다(그림 3). 이 지대와 다른 지대는 대찬정분지의 최상층 백악기 퇴적물 내에 있다. 이 퇴적물은 노아 홍수 동안 물이 최고조에 달하기 직전에 물이 상승하면서 퇴적되었다.

그림 3. 주요 오팔 지대(빨간색)를 보여주는 대찬정분지(파란색 음영). (After Watkins et al., ref. 4.) <Image Credit: CC BY-SA 3.0 | After (opal field indicators added) | © Tentotwo | Wikipedia>

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Posted on CMI homepage: 9 October 2023

References and notes

1. Snelling, A.A., Growing opals—Australian style, Creation 12(1):10–15, 1989.

2. Available from opalshop.com.au.

3. At 7 on the Mohs hardness scale of 1–10, it is outranked by topaz at 8, sapphire 9, diamond 10. Ordinary steel is 4–4.5, although heat treatment can form ‘hardened steel’ with hardness 8.

4. Watkins, J.J., Behr, H.J., and Behr, K., Fossil microbes in opal from Lightning Ridge—implications for the formation of opal, Geological Survey of New South Wales, Quarterly Notes 136, June 2011.

5. Other gems would have also been formed very quickly under Flood conditions, e.g. when water-rich magma cools quickly. See O’Brien, J., Fast, fine gemstones, Creation 43(4):54–55, 2021.

6. These conditions led to the enormous population explosions (‘blooms’) of algae that caused e.g. England’s White Cliffs of Dover; Cox, G., Chalk challenges deep-time dogma, Creation 43(1):36–39, 2021.

7. Pecover, S.R., Australian opal—how did it form, Case Study 1.006, Teacher Earth Science Education Program, tesep.org.au, accessed 12 Feb 2022.

8. Schieber, J., Southard, J., and Thaisen, K., Accretion of mudstone beds from migrating floccule ripples, Science 318(5857):1760–1763, 2007; also creation.com/mud-experiments.

9. Hartnett, J., Opalized fossils and pseudo-fossils, Creation 39(4):52–53, 2017.

10. See Walker, T., The geology transformation tool: A new way of looking at your world, Creation 43(2):18–21. As can be seen, layers assigned to upper Cretaceous are near the peak of the Floodwaters rising.

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*참조 : 오팔은 수주 만에도 만들어질 수 있다.

https://creation.kr/YoungEarth/?idx=13720523&bmode=view

오팔은 수천만 년이 아니라, 수개월 만에 만들어진다.