방사성 탄소 시계가 검사를 받다
과거 역사에 대한 인간의 호기심을 만족시켜 주기 위해 만들어진 과학 기구로서 방사성 탄소 시계보다 더 잘 알려진 것은 없다. 고대 유물 가운데 포함된 유기물의 연대를 측정하는 이 방법은 방사성 탄소의 측정에 근거를 둔 것이다. 방사성 탄소는 우주선에 의해 대기 중에서 형성되었다가 초목에 섭취된 것이다. 그 방법은 목재, 숯 및 동식물 섬유로 만들어진 유물의 연대를 측정하는 데 대단히 유용하게 쓰인다. 그 방법이 적용될 수 있는 연대의 범위는 과거 10,000년 이상에 달한다.
고고학자들은 이러한 연대 측정 결과에 예리한 관심을 기울인다. 그들은 고대인들과 그들의 생활을 연구하기 때문이다. 성서 연구생들도 역시 방사성 탄소 연대에 관심을 가지고 있다. 그것의 측정 연대가 성서에 기록된 인간의 6,000년 역사와 겹치기 때문이다.
사해 근처에서 발견된 「이사야」서의 고대 사본이 싸여있던 ‘린네르’ 천의 연대를 측정하는 데도 방사성 탄소 시계가 사용되었다는 것을 독자들은 알고 있을 것이다.1a 그 천을 측정한 결과 그것이 18세기 내지 20세기 전 것이었음이 밝혀졌다. 그리하여 그 사본이 근래에 어떤 속임수로 만들어 놓은 것이 아니라 진품이라는 여러 가지 증거들을 확증하였던 것이다.
‘웁살라’ 학술 회의
‘스웨덴·웁살라’에서 1969년에 열렸던 12차 ‘노벨’ 학술 회의 회의록이 최근(1971년)에 발간되자, 방사성 탄소 연대 측정에 관한 관심이 다시 고조되었다. 이 회의에는 여러 나라 방사 화학 전문가들이 지질학자 및 고고학자들과 함께 모였던 것이다. 그들은 연대 측정에 대한 방사성 탄소(탄소 14)의 이론과 실제 사용에 관한 최근 연구 결과를 논의하였다. 명예 회장은 미국 ‘로스앤젤리스’에 있는 ‘캘리포니아’ 대학교의 교수이며 ‘노벨’상 수상자인 ‘더불류. 에프. 리비’가 맡고 있었다. 그는 1949년에 탄소-14 연대 측정법을 개척한 사람이다.
그 회의 보고서에는 최근에 이룩한 그 측정 방법의 성공에 대하여 전반적인 만족감이 나타나 있다. 때때로 서로 다른 연구실에서 나온 상이한 결과를 대부분 조화시켰다. 이제는 측정 연대에 50년 내지 100년 이내의 정확성이 기대된다. 방사능에 의해 산출한 바 “방사성 탄소 연대”와 이미 알려진 표본의 실제 연대 사이에 이보다 더 큰 연대 차이가 나타나는 것은 사실이지만, 이것은 몇몇 연구실에서 측정한 눈금 곡선에다 고려해 넣을 수 있다.
이 눈금 곡선은 오래 산 나무에서 떼어낸 목재에 주로 근거하는데, 오래 산 나무는 나이테를 세어서 연대를 계산할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 나이테로 7,000년 된 나무의 한 조각을 측정했을 때 방사성 탄소 연대가 6,000년 밖에 되지 않았다고 한다면, 그 시대에 속한 표본의 방사성 탄소 연대에는 언제나 1,000년을 보정치(補正值)로 가산한다는 것이다.
방사성 탄소법이 기초를 두고 있는 이론은 20년 전에 생각하였던 것보다는 훨씬 복잡하다는 것이 밝혀졌다. 그 이론에 수정을 가한 여러 가지 학설을 연구하여 그것이 측정 연대에 어떠한 영향을 주는가를 검토하였다. 이 모든 점들을 고려에 넣게 되면, 과거 7,400년간의 어느 시대에 형성된 유기 물질에 대해 상당히 정확한 연대를 측정할 수 있을 것같이 보일 것이다.
그런데 고대 인간의 집과 화덕에서 취해낸 어떤 표본이 방사성 탄소 연대에 의하면, 6,000년 이상 된 것들이 있다. 성서에 의하면 첫 인간이 6,000년 전에 창조되었다고 하였는데 그러한 발견물들은 성서 연대와 어긋난다. 이러한 사실들은 다음과 같은 약간 어리둥절케 하는 질문을 일으킨다. 더욱 세련되고 것보기에 성공을 본 것 같은 방사성 탄소 시계는 성서 연대를 무가치한 것으로 만들어버렸는가? 우리는 지금도 성서 연대를 믿을 것인가, 아니면 과학은 그것이 믿을 수 없음을 밝혀 주었는가?
성급하게 속단하기 전에 ‘웁살라’ 회의에서 논의되었던 자세한 점들을 약간 더 살펴보는 것이 지혜로울 것이다. 자세히 살펴보게 되면, 방사성 탄소 연대의 이론에 대한 세부적인 수정이 처음에는 그것을 보다 정확하게 만든 것같이 보였지만, 실상은 그것이 틀릴 수도 있는 길을 보다 광범하게 열어놓은 것이 아닌가하고 의아하게 된다.
필요한 가정
20년 전에는 비교적 간단하게 보였지만 그 이론은 다음과 같은 가정에 근거를 두고 있다.
(1) 천연 탄소 중에 방사성을 띤 탄소-14는 5,568년을 반감기로 하여 붕괴한다.
(2) “활동성” 탄소 내에는 안정성 탄소-12 원자에 대한 탄소-14 원자의 비율은 언제나 오늘날의 비율과 동일하였다. 이것은 다음과 같은 다른 두가지 가정(2a와 2b)에 의거한다.
(2a) 탄소-14 원자의 수는 항상 일정하였다; 이것은 그것을 형성시키는 우주선이 과거 15,000년 내지 20,000년 동안에 변화가 없었어야 함을 의미한다.
(2b) 또한 “교환 저장소”에 들어 있는 안정성 탄소의 총량도 그 동일 기간에 일정하였다. 여기에는 공기 중의 탄산 ‘개스’와 생물체 내의 유기 탄소도 포함된다. 왜냐 하면, 광합성 작용에 의하여 계속적으로 탄산 ‘개스’를 섭취하고 호흡 작용에 의해서 탄산 ‘개스’를 배출하기 때문이다. 또한 탄산 ‘개스’는 햇수에 용해 탄산과 탄산염으로 되어 바닷속에 용해된 탄산염과 혼합된다. 이 과정은, 50년이라는 기간이 걸리기는 하지만 반대로 역전되기도 한다. 암석 중에 들어 있는 광물성 탄산염은 물론 교환 저장소의 일부로 간주되지 않는다.
(2c) 제 2항과 관계 있는 것으로 탄소 14의 생산이 이 전체 기간 동안 일정하게 계속되었다는 가정이 있으며, 이 사실은 세계적인 범위에 있어서 그것의 붕괴가 그것의 생산과 균형을 이루고 있다는 사실을 뜻한다.
(3) 동식물을 막론하고 어느 생물이든 그들은 살아 있는 동안에 그들의 조직에 방사성 탄소를 섭취하였다가 죽은 다음에는 방사성이 자연적인 방사능 붕괴에 따라 수학적으로 감소한다. 그것은 연대가 짧은 물질과 접촉하여 방사성 탄소를 받아들이는 일도, 연대가 더 오랜 탄소와 원자를 치환하여 방사성을 상실하는 일도 없다.
(4) 방사성 탄소 연대가 실용적 가치가 있기 위하여는 그 표본은 그것이 대표하는 사건과 동시대의 것이어야 하며, 그 시대보다 오래 전에 성장한 어떤 것이어서는 안된다.
그런데, 방사성 탄소 시계가 정확한 연대를 밝혀 내려면 위에 열기한 가정들이 모두 옳지 않으면 안된다는 것을 기억해야 한다. 그중 하나만 틀리더라도 그 측정법은 깨지고 정확한 연대가 나오지 않게 된다.
오래된 나무와 ‘이집트’ 왕의 무덤에서 취해낸 최초의 표본들을 ‘리비’의 실험실에서 처음 측정하였을 때에, 약 4,000년 전의 것이라는, 이들 표본들에 대한 인정된 연대와 비슷한 연대가 나왔었다. 그러므로 이러한 가정이 정확(적어도 거의 정확)하다고 생각되었었다. 그러나 방사성 탄소 시계의 작용에 대하여 20년 이상 연구한 오늘날에 와서는 상태가 어떠한가? 가정들은 그 당시와 같이 오늘날에도 기초가 튼튼한 것 같이 보이는가?
‘웁살라’ 회의 보고서를 읽어보면, 사실상, 위에 열기된 가정들 중 현재 정확한 것으로 알려진 것이 하나도 없다는 결론에 이르게 된다! 그중 어떤 것은 약간 틀리고 어떤 것은 상당히 틀리다는 것이 밝혀졌다. 각 항을 현재의 지식(아마 지금도 무지에 싸여 있는지 모르지만)에 비추어 다시 살펴보기로 하자.
표본의 타당성
방사성 탄소 연대 측정에 있어서 있을 만한 착오의 가능성 중에서 뚜렷한 것은 표본의 안전성이 상실되는 문제이다. (가정 3) 만일 그 표본이, 연대가 더 오래거나 더 짧은 방사성 탄소를 포함한 물질을 흡수하든지 혹은 그 물질과 접촉하여, 변질된다면, 분석 결과 정확한 해답이 나오지 않을 것이다. 그러나 노련한 고고학자들은 자기가 보낸 표본이 예측했던 것과 크게 다른 연대를 낸 다음 실험실에서 되돌아 오면, 그것을 어떻게 할 것인지 알고 있다. ‘체코 과학 아카데미 고고학회’의 ‘에브센 뉴스투프니’ 박사는 그 학술 회의에서 다음과 같이 말하였다. “측정 결과가 예상과 상당히 다를 경우에는 그 표본이 현대의 탄소나 고대의 탄소에 의해 오염된 것을 명백히 식별할 수 있을 때가 흔히 있다.”2
그의 말을 좀 더 해설한다면, 그가 그 표본을 보내기 전에는 표본의 오염 여부를 인식하지 못하였지만, 마음에 맞지 않는 해답이 거기에 붙여진 다음 그것을 다시 관찰하게 되면 그는 그것이 오염되었음을 명백하게 볼 수 있다는 것이다.
그 학자는 또한 당시의 표본을 선택하는 점의 중요성을 다음과 같이 지적하였다. (가정 4) “많은 고고학자들은 그 점을 무시하고 있는 것같지만, 방사성 탄소 측정은 그 표본의 유기 조직의 연대(즉 그것이 기원한 때)를 측정한다는 것을 분명히 해야 한다. 역사(혹은 선사) 시대에 사용된 어느 표본의 조직은 고대인에 의해 사용되던 때에는 이미 수십년 심지어는 수세기 전에 생물학적으로 죽은 것이었을 수도 있다. 이것은 가옥에 사용된 목재, 화덕에 들어 있는 숯 그리고 대부분의 다른 종류의 물질에 대하여도 적용된다.”2
이 점은, 독자들이, 어느 동굴에서 파낸 숯 덩이의 방사성 탄소 연대를 측정한 결과 그 동굴인이 굉장히 오랜 몇 천년 전에 살았다는 것이 입증되었다고 하는 ‘뉴스’ 보도를 보게 될 때에, 기억하는 것이 좋을 것이다. 오늘날도 산에서 야영을 하는 사람들이 수백년 심지어는 수천년 전에 성장한 장작을 가져다가 불을 피울 수 있는 장소가 있다.
이런 식의 오류가 자주 발생하기 때문에 고고학자들에 의한 방사성 탄소 연대를 전반적으로 받아들이기가 곤란할 정도이다. 그러나 그것은 특정한 표본에 그 방법을 적용하였을 때에만 관계된다. 그러므로 한 표본은 그릇된 연대가 나오고 다른 표본은 올바른 연대가 나올 수도 있는 것이다.
이러한 문제점 외에도, 방사성 연대 측정 학자들에게 보다 곤란한 질문이 제시되고 있다. 이 질문은 그 이론 자체의 핵심에 타격을 주는 질문이다. 이러한 질문에 납득할 만한 해답이 주어지지 않는다면, 그 방법이 하나의 표본에 대해서라도 정확한 연대를 밝혀낼 수 있을 것인가 하는 의심을 낳게 한다.
방사성 탄소의 반감기
이러한 질문 중 하나는 바로 첫째 가정에 관한 것이다. 탄소 14의 반감기의 정확성은 얼마나 확실한가? ‘펜실베니아’ 대학교 방사성 탄소 실험실에서 일하는 두 전문가들의 다음과 같은 설명을 보라.
“반감기 측정의 정확도에 관하여 가장 염려가 되는 것은, 그 모든 것이 동일한 기본적 방법에 의존한다는 사실이다. 그 기본적 방법은 특정한 붕괴의 결정에 대한 ‘개스’ 측정기의 절대적 눈금 결정과 탄소 14의 정확한 양에 대한 질량 분광 측정이다. 첫 단계에서는, ‘개스’ 측정기의 절대 눈금을 메기는 데 어려움이 있고 다음 단계에서는 정확하게 희석시켜 가열된 탄소 14를 질량 분광기에 넣는 데 난관이 있다. 용기의 벽에 탄소 14가 흡수되기 때문에 생기는 오차는 흔히 있을 수 있고, 그것은 모든 반감기 결정의 경우에 거의 비슷하게 큰 문제가 될 것이다. 탄소 14의 반감기를 확실히 말할 수 있으려면 전혀 다른 방법과 측정법이 있어야 한다.”3
‘리비’ 자신도 반감기의 정확성에 대한 이러한 문제를 알고 있었다. 1952년에 절대 붕괴 속도 측정의 중요성에 관하여 그는 다음과 같이 기술하였다. “방사성 탄소 반감기를 다시 측정하는 것이 바람직하다. 전혀 다른 방법으로 측정한다면 더 좋을 것이다.”4 이러한 희망은 아직껏 실현되지 않았다.
탄소 14의 형성
우주선이 일정하다는 점은 어떠한가? (가정 2a) 우주선이 전혀 일정하지 않다는 사실이 관찰 결과 밝혀졌다. 우주선의 증감 현상을 크게 일으키는 요인들이 현재 몇 가지 알려져 있다.
그 중 하나는 지구 자장의 강도이다. 지자기는 우주선에 영향을 준다. 우주선은 대부분 양자(전기를 띤 수소 원자핵)인데, 세력이 약한 입자들은 지자기에 의하여 대기 밖으로 분산되어 버린다. 지구의 자장이 강해지면, 지구에 도달하는 우주선이 적어지고 방사선 탄소가 적게 형성된다. 지구 자장이 약해지면 더 많은 우주선이 지구에 이르게 되고 방사성 탄소가 더 많이 형성된다.
연구 결과에 의하면 자장의 강도가 약 5,500년 전부터 약 1,000년 전까지 배로 증가하였다가 지금은 다시 약해진다고 한다. 이 영향 하나만으로도 고대의 연대에 거의 1,000년의 수정을 필요로 하게 된다.
태양의 현상 또한 커다란 변화를 일으킨다. 태양의 자장은 우주 공간에 광범하게, 지구 궤도 넘어까지 뻗쳐 있다. 그의 강도도 규칙적인 것은 아니지만 약 11년이라는 태양 흑점 주기에 따라 강도가 변화하며, 이 현상 역시 지상에 미치는 우주선의 수에 영향을 준다.
그리고 태양 폭발이라는 것이 있다. 이 백열 ‘개스’의 폭발이 태양 표면에서 산발적으로 일어나 엄청난 양의 양자를 분출한다. 그들도 지구에 도달하면 탄소 14를 만들어 낸다. 이렇게 되면, 예측할 수 없게 탄소 14의 양이 많아진다. 그 보고서에 나타난 도표와 ‘그라프’에서는 여러 가지 전형적인 폭발로 인한 탄소 14의 생성을 보여 주고 있다. 1956년 2월 23일에는 단 몇 시간 동안에, 평균 1년 동안의 우주선에 맞먹을 만큼, 탄소 14를 생성한 거대한 폭발이 있었다. 방사성 탄소 시계의 수정표에 이러한 영향까지 다 포함시킨다는 것은 분명히 불가능하다. 태양 폭발이 과거 수천년 동안에 지금보다 더 심했는지 더 약했는지를 아무도 모르기 때문이다.
은하로부터 태양계로 들어오는 우주선의 강도도 별로 알려지지 않은 중요한 요소이다. 지구 화학자들은 우주선에 의해 생긴 운석 내의 여러 가지 원소의 미약한 방사능을 측정하여 과거의 평균 우주선 강도를 약간이나마 이해하려고 노력하였다. 그러나 과거 10,000년 동안에 일정하였으리라고, 바랐던 확증을 얻는 데 별 도움을 받지 못하였다.
만일 오늘날 방사성 탄소가 형성되는 속도와 같은 속도로 붕괴된다는 사실이 밝혀질 수만 있다면 방사성 탄소 이론이 위에 제시한 반론을 버틸 수 있는 보다 튼튼한 지위를 가지게 될 것이다. (그래도 이론의 여지가 없는 것은 아니다.) (가정 2c) 그러나 만일 그렇지 않다는 것이 밝혀지면, 탄소 14의 분량이 일정하다는 가정은 틀리게 될 것이며, 방사성 탄소의 방사능이 일정하다는 가정은 모래 위에 지은 집과 같이 무너지고 말 것이다.
탄소 14의 형성량은 측정이 대단히 곤란하다. ‘리비’는 1952년까지 얻을 수 있는 자료를 가지고 그것을 측정하려고 하였다. 저장소에 들어있는 탄소 1‘그램’에 대하여 매초 방사성 탄소 원자 약 19개가 형성된다고 그는 산출하였다. 이 수치는 매초 16개 원자가 붕괴한다고 산출한 수치보다 약간 높았었다. 그러나 문제가 대단히 복잡하고, 여러 가지 요인 면에서 대략 추산하는 일이 많았기 때문에, 그는 이 정도의 차이는 자기가 내세운 가정과 잘 일치하는 것이라고 간주하였다.
17년 후, 더 좋은 자료와 그 과정을 밝히 이해하게 되었으니 좀 더 정밀하게 산출할 수 있게 되었던가? 그 학술 회의에 모인 전문가들은, 방사성 탄소의 형성 속도는 그것이 붕괴되는 속도의 75‘퍼센트’ 내지 161‘퍼센트’ 정도라고 말하는 수밖에 더 이상 정확하게 말을 못하였다. 낮은 수치를 택한다면, 현재 방사성 탄소가 감소된다는 뜻이 되고, 높은 수치를 택한다면, 증가한다는 뜻이 된다. 방사성 탄소 이론에서는 그것을 요구하고 있지만, 그것의 생성 속도 측정으로는 그것이 일정하다는 것을 확증하지 못하고 있다. 여기서도, “과거에 탄소 14의 방사능이 비교적 일정했던 것으로 보아서 그 비율이 차이가 대단히 근소할 것임에 틀림없다”는 견해에 의지하고 있다.5 그러므로 하나의 가정을 정당화하기 위하여 다른 가정을 사용하고 있는 것이다.
탄소 12의 저장소
방사성 탄소 시계가 정확하게 맞으려면, 탄소 14의 수량만이 아니라 교환 저장소에 들어 있는 안정성 탄소 12의 수량도 일정하지 않으면 안된다. (가정 2b) 이 가정이 정확하다고 믿을 만한 타당한 이유가 있는가?
바다에는 대기 중에보다 탄소가 약 60배나 더 많이 있기 때문에, 바다의 저장소에 대하여 주로 생각을 해보기로 하자. 이 점이 ‘웁살라’ 회의에서도 논의되었었는데, 거기서는 소위 “빙하 시대”라고 하는 것이 큰 혼란을 일으켰으리라는 데 모두 의견이 일치하였다. ‘리비’는 1952년에 그 가능성을 다음과 같이 지적하였다.
“지난 10,000년 내지 20,000년 동안에 교환 저장소 내에 있는 탄소의 양이 뚜렷하게 변화되었을 가능성은, 다음에 논의된 바와 같이 이 기간까지 걸친 것 같이 보이는 빙하 시대가 탄소의 양에 영향을 주었는가 그리고 바다의 평균 온도에 커다란 영향을 주었는가 하는 문제로 귀착되고 만다.”6
대홍수의 영향
바닷물에 대한 이야기를 하면, 성서 연구생들의 머리에는 4,340년 전 ‘노아’ 시대의 세계적인 홍수 때에 방사성 탄소 시계가 크게 변화되어 버렸을 가능성이 생각난다. 홍수 후에는 바다의 범위와 깊이가 훨씬 더 커졌을 것이다. 그것 자체가 해수 중의 탄산염의 양을 증가시키지는 않았지만, 그것은 탄산염을 희석시켰을 것이다. 탄소 14와 탄소 12의 양과 탄소 시계를 결정하는 그들의 비율은 물이 쏟아졌다고 하여 변화되지는 않았을 것이다. 그러나 바닷물의 양이 늘어났으므로 바다가 결국에 가서 탄산염을 포함할 수 있는 용량이 커졌을 것이다.
그리고 해저에 미치는 물의 무게가 크게 증가하였기 때문에 지각이 변동될 것이 기대된다. 해저가 받는 압력은 육지 표면이 받는 압력보다 클 것이다. 그 결과 그 밑에 깔린 바닥을 바다에서 육지 쪽으로 밀어서 높직하게 만들었을 것이다. 그리하여 바위의 표면이 노출되어 침식을 더 잘 당하게 되었을 것이고, 그렇게 된 바위 가운데는, 지질학자들이 선신세(鮮新世)의 지도에 낮은 육지라고 표시하는 얕은 해저의 석회석도 들어 있었을 것이다.
그러므로 홍수 직후부터 바닷 속의 탄산염은 계속 증가하여 현재와 같은 농도에 도달하게 되었을 것이다. 그러므로 탄산염의 양이 일정하였다고 가정할 것이 아니라 지난 4,300년 동안에 점차적으로 증가하였을 가능성을 인정해야 할 것이다.
대홍수가 탄소 14에는 어떠한 영향을 주었을 것인가? 성서에 보면, 홍수 때에 쏟아졌던 물이 그전에는 지구 대기 위에 떠 있었다고 하였기 때문에, 그 물이 틀림없이 우주선을 막아 지구로 들어오지 못하게 하였을 것이며, 따라서 방사성 탄소의 형성을 저지하였을 것이다. 만일 그 물이 지구 둘레를 골고루 완전히 덮고 있었다면, 방사성 탄소의 형성을 완전히 막아버렸을 것이다. 그러나 그렇게 생각할 수는 없다. 아마 적도 근방의 물의 덥개가 양극 지방보다 더 두꺼웠을 것이며, 그리하여 들어오는 우주선의 강도가 대단히 약했을 것이다. 여하튼, 물이 지구상으로 쏟아져서 물의 덮개가 없어졌기 때문에 탄소 14의 생성이 증가되었을 것이다.
그러므로, 대홍수 후에 방사성 탄소 14와 바다에 들어 있는 안정성 탄소 12가 다 급격히 증가하기 시작하였으리라고 기대하는 것이 마땅하다. 비방사능(比放射能)을 결정하는 것은 탄소 12에 대한 탄소 14의 비율이라는 것을 기억해야 한다. 그러므로 육지가 침식되어 바다에 탄산염이 얼마나 빨려 들어갔느냐에 따라 비방사능은 증가했을 수도 있고 감소했을 수도 있다. 물론, 그럴 개연성은 없지만 두 가지의 증가 속도가 상호 완전히 균형을 이루었을 가능성도 있다. 그러한 경우라면 방사성 탄소 시계는 대홍수를 통과하면서도 계속하여 일정하게 진행하였을 것이다. ‘리비’는 우연히 그렇게 일치하여 “역사적으로 알려진 시대의 유기물질 내에 포함된 방사성 탄소의 함량이 예측한 양과 관찰한 양이 일치할” 가능성이 있었다고 말하였다.7 그러나 그는 이러한 설명 방법을 좋아하지는 않았다.
탄소 14와 탄소 12는 상호 독립적으로 변하기 때문에 고대의 표본에 대하여 지나치게 오랜 연대가 나올 가능성도 있는 것이다. 예를 들어, 만일 대홍수 전의 비방사능이 현재의 절반 가량이었다고 한다면, 대홍수 전의 표본들은 모두가 실제보다는 약 6,000년 더 오래 전의 것 같이 보일 것이다. 홍수 후 얼마 동안은 그러한 차이가 현격하였다가, 수세기 후에는 지표의 침식이 급격히 일어나서 오차가 감소되었을 수도 있다. 기원전 1500년경부터는 비방사능이 현재와 같았던 것 같이 보인다. 그 이후부터는 방사성 탄소 연대가 거의 정확하게 보이기 때문이다.
동시성의 원리
이상은 방사성 탄소 연대를 난처하게 만드는 몇 가지 문제들이다. 아직 고려하지 않은 다른 문제들도 있으며, 아직 생각지도 못한 다른 문제들이 있을 가능성도 있다. 그러기 때문에 20년 전에 제시한 이론이 오늘날에 와서는 부당함이 들어나는 것이다. 어느 표본 내의 방사성 탄소를 측정하여 그것을 현재의 방사성과 비교한 다음 그 표본의 연대를 확정적으로 말한다는 것은 불가능한 일이다. 그러나 방사성 탄소의 이론 중에 한 가지 학설만은 지금까지도 틀림없는 것같이 보인다. 그것은 동시성의 원리이다.
이 원리는, 과거 어느 한 시대의 방사성 탄소 농도는 전세계를 통하여 전부 균일하였다는 것이다. 그리하여 동 시대에 기원한 모든 표본은 동일한 방사능을 가지고 있다는 것이다. 그러므로, 변질이나 오염만 되지 않았다면, 그러한 표본들은 오늘날까지 방사능 붕괴 비율이 일정하였을 것이다. 그러므로 다른 모든 가정이 무시되더라도, 확정적으로 알려진 시대에 속한 표본들이 많이 측정되어 수정 곡선만 잘 만들 수 있다면, 방사성 탄소를 측정하여 이 곡선에서 그 표본의 위치를 찾아 그 연대를 확정할 수 있을 것이다.
한 연구실에서는 장기간 생존한 나무로부터 여러 시대에 속한 목재 표본을 수집한 후 나무의 나이테를 세어서 각기 연대를 확인하였다. 그 연구실에서 그러한 표본을 방사성 탄소 연구실에 제공하여 거기에 기재된 연대를 지금 방사성 탄소 연대에 대한 확정적인 근거로 삼고 있다. 사실이지, 그것을 받쳐 줄 이 비상(非常) 지팡이가 없었던들 방사성 탄소 시계가 지금쯤은 완전히 고장나서 표본의 연대에 대한 대강의 견해를 제시해 주는 정도밖에 되지 못하였을 것이다.
그런데, 만일 우리가 수정된 방사성 탄소 연대를 믿으려면, 이제 우리는 우리의 믿음을 옮겨서 나이테 연대 측정법을 기본 표준으로 믿지 않으면 안된다. 이 새로운 방법은 얼마나 믿음직한가? 다음 기사에서 그것을 검토하기로 하자.
[각주]
[4면 도표]
(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)
탄소-14 연대 수정 곡선
탄소-14 연대 측정법이 하도 많이 수정되었기 때문에 다른 과학자들마저도 그것을 이해하기 어려울 지경이다. 오히려 그런 “수정”이 틀린 결과를 낼 가능성을 더욱 넓혀 놓은 것이 아닌가?