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거각력암(巨角礫岩) : 격변설의 증거
(Megabreccias : Evidence For Catastrophism)
Arthur V. Chadwick

   거각력암은 우리의 상상을 초월하는 크기의 암석 덩어리가 이동된 증거를 보여준다. 채드윅(Chadwick) 박사는 이것들의 일부를 설명하면서, 그것들이 내포하고 있는 의미에 대해 언급했다.


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과거에 일어났던 많은 지질학적 현상들은 오늘날 지표면에서 일어나고 있는 지질학적 작용으로는 적절하게 설명할 수 없는 것처럼 보인다. 어떤 경우에는, 그것들을 설명할 수 있는 어떠한 적절한 메커니즘을 생각해내는 것도 어렵다. 이처럼 지질학 내에서 설명하기 어려운 문제들 중 하나로 오랫동안 내려오던 것이 거각력암(megabreccias)의 기원, 운반, 그리고 퇴적에 대한 설명이다. 점점 더 많은 지질학자들이(이른바 '신격변론자들'로 불리는) 과거 지질학적 기록의 결과를 설명하기 위해서는 오늘날 작용하고 있지 않는 엄청난 규모의 힘을 고려할 필요성을 인식하고 있다. 이들 가운데 Derek Ager는 자신의 책 ‘층서학적 기록의 본질(The Nature of the Stratigraphical Record)’ 1 에서 거각력암의 격변적 형성을 고찰했다. 이 글에서 우리는 거각력암에 대해 좀더 종합적으로 살펴보고, 그것들이 지구의 과거사를 이해하는데 있어서 많은 문제점들을 꿰뚫어볼 수 있는 통찰력을 갖기 위한 시도를 할 것이다.

 

거각력암은 직경 1 m를 초과하는 모난 암석 덩어리들이 현저하게 나타나 있는 퇴적암이다(그림 1). 이러한 퇴적암은 1 m 미만의 모나거나 모나지 않은 많은 다른 쇄설물을 포함한다. 쿡(Cook) 등에 의해 수정된 이것에 대한 정의는2 단순히 서술적이므로, 위의 특징을 가진 육상(land) 및 수중(underwater) 퇴적암을 다 포함한다.


일반적으로 육상에서 일어나는 사건은 수중에서 일어나는 비슷한 지질작용보다 좀 더 국소적이다. 운반되는 쇄설물의 크기와 이동하는 거리는 둘 다 공기와 암석 사이의 커다란 밀도 차이 때문에 제한된다. 최근의 보고와 대조적으로, 선홍적세(pre-Pleistocene) 거각력암들은 엄밀히 육상퇴적암으로 간주될 수 없다.


단연코 대다수의 거각력암들은 해성(물속) 기원으로 간주된다. 부피가 1 m3 에 맞먹는 암석은 3 톤은 나갈 것인데, 대부분의 거각력암 쇄설물등은 이것보다 더 크다. 따라서, 퇴적장소로 거각력암들이 운반된 작용에 대해서 신중하게 생각하여야 한다. 물에서의 부력은 적어도 1/3 정도나 그 이상의 무게를 줄일 수 있고, 마찰도 현저하게 감소시킬 수 있다. 알다시피, 적당한 조건 아래에서 부력과 다른 요소들이 이동 매체 내의 변화에 의해 크게 수정될 수 있으므로, 정말로 엄청난 규모의 암석이 이동될 수 있다.


 

그림 1. 콜로라도 강의 그랜드캐년 내 91 마일 협곡(Ninetyone Mile Canyon)에 있는 기저의 캄브리아기 Tapeats 사암층 내에 있는 거각력암 유동을 보여주는 거대한 단면. 풍화된 선캄브리아대의 비슈누(Vishnu) 편암이 Tapeats 층(절벽 하부) 아래에서 발견된다. Tapeats층에는 위에서 발견되는 괴상의(massive) 사암이 포함되어 있다.


거각력암이 수중에서 퇴적되는 과정은 3 가지로--저탁류(turbidity currents), 쇄설류(debris flows), 그리고 사태와 슬럼프(slides and slumps)--분류하여 나눌 수 있다. 후자의 2 가지 분류는 서로가 분명하게 구별되지는 않는다. 각 경우에 있어서 과정을 정의하고, 그 움직임을 서술하며, 퇴적물의 범위를 약술하고, 또한 그것들의 중요성을 논의할 것이다.



저탁류 (Turbidity currents)


저탁류는 고결(암석화)되지 않은 퇴적물이 물 속에서 재부유할 때 고밀도의 유체를 형성하면서 발생한다. 그런 부유물의 유동은 부유물이 가라앉는 것을 막는 교란류(turbulence, 攪亂流)를 일으켜 이와 같은 밀도차를 지속시키고, 저탁류의 이동을 연장시킨다. 이러한 흐름은 아래로 흐르거나, 만일 그것이 충분한 운동량을 가지고 있으면, 심지어 위쪽으로도 흐를 수 있다. 이동하는 유체의 뒤쪽 부분에서는 속도가 감소함에 따라, 부유물은 가장 굵은 입자부터 퇴적된다. 그 결과 퇴적물은 대개 정상층리, 즉 상향세립(아래쪽에는 굵은 입자, 위쪽으로 갈수록 미세한 입자)을 보여준다.


쉽게 상상할 수 있는 규모의 저탁류는 엄청난 쇄설물을 운반할 수 있는 능력이 있다. 퀘넨(Kuenen)3은 최고 100 톤 무게의 암석도 이러한 흐름 속에서 이동될 수 있다고 추정했다. 저탁류는 아마도 거의 대부분 지진으로 발생하지만 다른 메커니즘들도 있다.4, 5, 6 초기 교란에서 발생된 모든 크기의 암석 입자들의 부유를 유지할 능력이 있는 퇴적물은 적은 경사면에서도 상당히 먼 거리를 이동되어 운반될 수 있다.3, 4, 7

 

저탁류에 의해 생성되는 저탁암은 종종 거각력암을 포함하는 것으로 보고된다. 직경 1 m를 초과하는 쇄설물들이 네바다8, 아라비아9, 뉴 헤브라이즈(New Hebrides)10와 그 외의 지역7에 있는 퇴적층들로부터 알려져 있다. 카쉬압(Casshyap)과 퀴드와이(Qidwai)는11 인도에서 '다이아믹타이트(diamictite)'라는 암석에서 4 m가 넘는 쇄설물을 보고했다. 그들은 빙하에 의한 기원을 가정했으나, 적어도 저탁류가 하나의 원인으로 보인다. 릭비(Rigby)는12 저탁류에 의해 퇴적된 것으로 해석되는 각력암층 내에 직경 5 m 까지의 쇄설물을 보고했다.


커다란 쇄설물을 운반할 능력이 있는 저탁류가 격변적 사건을 의미하고 있다는 것에는 거의 의문이 있을 수 없다. 지진이 대규모의 저탁류를 일으킬 수는 있으나5, 각진(모난) 쇄설물을 생성하면서 동시에 수송할 능력이 있는 지질작용을 상상하는 것은 어렵다. 쇄설물 크기가 증가함에 따라 이 문제가 더 복잡해지는 것을 다음 단락에서 살펴볼 것이다.



쇄설류 (碎屑流, Debris flows) 


쇄설류는 대규모의 유동 과정에 의해 대개 상당한 거리에 걸쳐 이동된 매우 큰 쇄설물(clasts)들을 포함하는 거각력암 퇴적물을 묘사하기 위해 쿡(Cook) 등에2 의해 사용된 용어이다. 쇄설류도 저탁류처럼 이동되기 위해 가파른 경사면이 필요하지는 않으나, 저탁류와 달리 쇄설류는 덜 유동적이고 더 천천히 흐른다. 이동시킬 수 있는 쇄설물의 크기는 어떤 한계가 있는 것처럼 보이지 않는다. 쇄설물은 대개 외래성 (기질의 기원과 다른 기원에서 유래된 암석덩어리) 이고, 기질(matrix)은 주로 이토(mud)나 점토(clay)이다.


예를 들면, 페루에서는 최고 5,000 톤(직경 10-15m)의 외래 암석덩어리들이 기원지에서 멀리 떨어진 시신세(Eocene) 지층에서 나타나고 있다.13 텍사스에서는, 길이가 30 m가 넘는 외래 암석판이 명백히 근원지로부터 수 km 떨어진 곳에서 유래된 고생대 이암(mudstones)에서 발견된다.14, 15, 16 캘리포니아의 클래매쓰(Klamath) 산맥에서는, 길이 100 m가 넘는 쇄설물이 공급지로부터 적어도 5 km 떨어진 곳에서 나타난다.17 동부 오클라호마의 펜실바니아 지층 내의 외래 거력(boulders)들은 길이가 100 m를 넘는다.18, 19, 20 이러한 쇄설물들 가운데는 비슷한 길이에 아마도 20 m 보다 두꺼운 거대한 셰일 암석덩어리들이 있다.21 이러한 암석들은 30 km가 넘게 운반되었다. 베네수엘라의 신생대 제3기 초기 지층에는 근원지로부터 적어도 40 km를 이동했음에 틀림없는 100 m 길이에 30 m 두께가 넘는 중생대 외래 “거력들”이 해저 퇴적물에서 나타난다. 이러한 지층들 내에 있는 백악기 석회암 암판은 1 km 보다 길고, 100 m보다 더 두껍다.22 


뉴엘(Newell)은23 멕시코에 있는 길이 100 m에 두께 20 m가 넘는 암초(reefoid) 석회암의 외래 암편을 보고했다. 뉴펀들랜드의 오르도비스기 암석에는 수백 미터가 넘는 외래 쇄설물들이 있다.24 Timor 섬에 있는 중신세 퇴적암에서는 직경 800 m의 고생대와 중생대의 외래 암편이 근원지로부터 수십 km를 이동한 것으로 보고되었다.25 Rigby는12 매우 얕은 사면을 가로질러 수 km를 이동한 300 m 길이의 쇄설물과 다른 많은 큰 암편들의 예들을 언급했다. 스위스의 제3기 지층에서는 최대 500 m 길이의, 약간 역전된 외래 암편과 '단애(cliffs)'가 알려져 있다. 이러한 암편들은 수십 km를 이동한 것으로 추정된다.26 마운트조이(Mountjoy) 등은27 1 km에서 수십 km를 이동한 다양한 크기의 쇄설물들을 포함하여 수많은 다른 예들을 열거했다.


다른 예들도 덧붙일 수 있으나, 아마도 하나만 더 들어도 충분할 것이다. 윌슨(Wilson)은9 아라비아에 있는 백악기의 방산충암(radiolarites) 내에 있는 외래 암석덩어리인 쥐라기 석회암들을 보고했다. 이들 거대한 외래 암편들이 덮여져 있는 지역은 1600 평방 킬로미터의 면적에 두께가 1000 미터였다. 이것과 다른 유사한 거대한 쇄설물들은 현재의 위치까지 수십 km의 거리를 이동한 것으로 간주되어진다!


그동안 지질학자들은 거각력암 내에 들어있는 외래 암석덩어리들에 대해서 비격변적인 설명만을 하려고 시도해왔었다. 일부 학계에서는 빙하에 의한 운반을 가정했다. 다른 이들은 이 암석들이 먼 고산으로부터 현재 위치까지 미끄러졌다고 결론을 내렸다.19 이러한 설명은 대개 주변 환경을 신중하게 조사했던 사람들을 만족시키지 못했다. 예로, '빙성 거력(glacial boulders)“은 따뜻한 온난 기후를 지시하는 지층에 놓여있었다.19 현재의 위치로 미끄러졌다고 가정되는 암석들은 그렇게 미끄러졌다는 것을 보여주는 어떤 흔적이나 징조도 없었다. 내가 확인한 바로는, 고결되지 않은 표면을 가로질러 움직이는 암석으로 말미암아 남게 되는 점차 흐려지는 교란에 대해 기록된 예가 없다. 이와 반대로, 쇄설물이 이동하고 난 후의 치밀화작용을 가리키고 있는 교란된 지층이 쇄설물 바로 아래에 만들어져 있다.12 (그림 2). 쇄설물이 이동하는 동안 쇄설물이 가라앉지 않도록 하기 위해선 지속적이고 급격한 이동이 필요하기 때문에, 이러한 쇄설물들은 괴류(mass flow, 塊流; 혹은 집단류, 集團流)라는 메커니즘에 의해 이동되었음에 틀림없다. Mountjoy 등이27 강조했듯이, 그런 지질작용에 대한 현대적 모델이 없다. 운반 메커니즘을 제안하는 것이 어려울 뿐만 아니라, 또한 이 정도 크기의 쇄설물을 생성했을 효과적인 힘을 상상하는 것도 어렵다.


그림 2. 콜로라도 강의 그랜드 캐년 내 Ninetyone Mile Canyon에 있는 Tapeats  Sandstone 위에 놓여져 있는 기저의 Bright Angel Shale 내에서 사암층을 압축하고 있는 외래 규암 거력 (Exotic quartzite boulder).

 



완만하게 경사진 편평한 지형을 수 km나 가로질러 급격하게 이동하는데에 필요한 조건들과 쇄설물 크기를 살펴볼 때에, 이러한 거각력암의 발생과 퇴적 과정은 엄청난 규모의 대격변이 있었음을 보여주고 있다. 어느 정도의 규모였을까를 평가하면서 윌슨(Wilson)은9 태양에 대한 지구 공전과 지구 공전 속도에 영향을 미쳤을지도 모르는 '태양계 바깥에 기원을 둔 주요한 교란'에 대해 고려할 것을 요구했다. 모든 상황을 고려해 볼 때, 그러한 설명이 진실로부터 그렇게 멀리 떨어져 있는 것이 아닐지도 모른다!



사태와 슬럼프 퇴적물 (Slides and slump deposits)

 

만약 대량의 퇴적물이 경사진 면에 퇴적되거나 융기되어 경사면이 생겼다면, 퇴적물은 경사면 아래로 이동될 것이다. 교결되었거나 치밀해진 퇴적물에서는 훨씬 더 큰 내부 마찰 때문에 이런 경향은 줄어든다. 외부 혹은 내부의 힘에 의해서 일단 이동이 시작되면 퇴적물은 사태나 슬럼프 퇴적물을 형성하면서, 얼마간 하나의 덩어리로 사면 아래로 이동한다. 고결되지 않은 퇴적물은 습곡을 형성하는 경향이 있으나,28, 29, 30 퇴적물의 강도(유동 또는 내부절단에 대한 저항)가 다를 경우 더 강인한 퇴적물이 덜 강인한 퇴적물의 기질 내에 거각력암을 형성한다.

 

거각력암과 관계있는 거대한 규모의 사태 퇴적물은 세계 여러 곳에서 나타난다. 이탈리아의 아페닌(Apennines) 산맥의 제3기 지층에는 수 km3에 달하는 거대쇄설물들(megaclasts)이 들어있다. 이 암편들은 몇몇 경우에 근원지부터 100 km까지 이동했다. 역전된 것으로 보고 되는 석회암 암판은 200 km2가 넘는 면적을 차지하고 있다!31, 32  그리스 근처에는 수백 m에서 수 km 길이에 달하는 암편들이 들어있는 유사한 제3기 후기 퇴적암이 있다. 게다가 많은 암석들이 역전되어 있다. 이러한 퇴적물은 근원지로부터 퇴적지점까지 100 km에서 아마도 500 km까지 이동했을 것으로 여겨진다.33 터키의 먼 동쪽에 있는 백악기 후기 퇴적물은 북쪽으로 수 km를 이동한 것으로 추정되는 ꡒ구릉 크기의ꡓ 노두에 이르는 암편을 포함하고 있다.24 미국 동부의 애팔래치아 산맥에는 '중력'에 의해 이동한 거대한 암체가 매우 완만하거나 편평한 지면 위를 80 km까지 미끄러져서 움직였다.35 다른 저자들도 중력에 의해 유발된 사태와 슬럼프에 대한 많은 다른 예들을 보고하였다.36, 37

 

이러한 퇴적암들에 대한 격변적 해석은 그것들이 형성된 시간 틀에 다소 의존한다. 만일 100 km가 넘는 거대한 쇄설물의 이동이 1 mm/년의 속도로 발생하였다면, 그것은 격변적 사건으로 간주될 수 없을 것이다. 만일 그 쇄설물들이 수 시간, 혹은 수 일 내에 같은 거리를 이동하였다면, 그것은 세계를 뒤흔드는 규모의 격변일 것이다. 그렇다면 사태는 얼마나 빨리 움직이는가? 대부분의 논문 저자들은 이 질문에 직접적으로 대답하지 않거나, 아니면 단지 매우 느린 이동속도를 추측할 뿐이다.

 

사태의 이동속도는 아래에 놓여있는 사면의 경사각에 어느 정도 의존한다. 수많은 저자들이 사태 퇴적물이 이동한 경사면에 대해 약 3도 라는 숫자를 인용했다. 이 숫자가 선택된 이유는 낮은 경사각이 아마도 쉬운 이동을 지지하지 않을 것이고, 더 가파른 경사면은 수 km 떨어져 있는 근원지가 수 km 높아야만 되는 조건이 필요하기 때문이었다. 이동 시점에서 주된 경사면에 대해 확신할 수 없으므로, 3도가 최소한의 숫자라고 주장하는 것이 안전하다.


최근의 해안가 슬럼프와 사태에 대한 몇몇 연구들은 제3기 퇴적물과의 비교에 유용하다. 이것들 중의 하나인 1929 년의 그랜드 뱅크 슬럼프(the Grand Banks slump)는 역사적 기록이 있다. 두 가지 예에서 저자들은 최근의 사태와 위에 언급된 제3기 지층의 퇴적물 사이에 유리한 비교를 인용하였다.6, 38 각 경우에서 사태는 수 km를 대략 3 도인 경사면을 가로질러 이동했고, 그 이동은 격변적인 것으로 알려져 있거나,5 추론된다.6, 38 이것 안에 있는 화석들의 경우에서처럼 확신할 수는 없지만, 유사한 환경 아래에서 그러한 이동이 매우 느리게 일어났다고 보기는 어렵다.



결론


지질주상도에 나타나는 여러 종류의 거각력암의 존재는 (어떤 경우에는 엄청나게 커다란 쇄설물의 이동을 보여주는) 우리의 상상을 뛰어넘는 대규모의 에너지를 가리키고 있다.  몇몇 지역 지질주상도의 많은 부분에 흔히 나타나 있는 이러한 거각력암들의 존재는 현재 일어나고 있는 동일과정적 지질작용으로는 제대로 설명할 수 없으며, 과거에 있었던 엄청난 대격변적 사건을 나타내고 있는 것이다.


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 *한국창조과학회 자료실/노아의 홍수/홍수지질학

    http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=C03

 

*한국창조과학회 자료실/노아의 홍수/격변적 지층형성

    http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=C04

 

*한국창조과학회 자료실/지질학/지질주상도

    http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=G02

 

*한국창조과학회 자료실/노아의 홍수/그랜드 캐년에 있는 많은 자료들을 참조하세요

    http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=C05

 



REFERENCES


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출처 : Origins 5(1):39-46, 1978
URL : http://www.grisda.org/origins/05039.htm
번역자 : IT사역위원회
 
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과학실험 큐티2
김형기 저

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정재훈 저

과학실험 큐티3
김형기 저

빅뱅과 5차원 우주창조론
권진혁 저

영화 속 진화론 바로잡기
교과서진화론개정추진회 저