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지구의 나이는 누가 어떻게 계산했을까?

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지구의 나이는 45억 4,000만 년이다. 오차 범위는 1퍼센트 내외다. 하지만 이러한 사실을 처음부터 알고 있었던 것은 아니다. 우리는 지구의 나이를 몇 살로 알고 지냈을까? 시대순으로 알아보도록 하자. 아래의 내용은 모두 책 ‘대단하고 유쾌한 과학 이야기’(브뤼스 베나므랑 저)에 나오는 것이다.

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1. 아리스토렐레스:“지구가 계속해서 존재해왔다.”

2. 학자 중 구약성서를 역사 문헌으로 여긴 사람들: “지구가 기원전 4000년 무렵에 탄생했다고 보아야 한다.”

3. 성서를 자신이 가진 천문학이나 물리학 지식과 일치시키려고 노력한 사람들:“요하네스 케플러는 지구의 탄생 시기가 기원전 3993년이라고 보았고, 뉴턴은 기원전 3998년이라고 보았다.”

4. 지층 분석: “17세기에서 18세기로 넘어가는 시기에는 지구의 나이를 밝히기 위한 이론들이 여럿 전개되었다. …. 분명한 것은 지층이 수천 년 만에 만들어질 수 있는 것이 아니라 수십만 년 내지 수백만 년에 걸쳐 만들어진다는 사실 정도였다.”

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5. 브누아 드 마예(이집트 프랑스 대사): “지구가 처음에는 온통 바다로 덮여 있었지만 점차 물이 빠지면서 땅이 드러나게 되었다는 가정에서 출발했다. 그리고 바닷물이 빠지는 속도를 추산하기 위한 노력 끝에 지구의 나이가 20억 년이라는 결론을 얻었다.”

6. 조르주 루이 르클레르 뷔퐁: “알프스 산맥의 지층과 해저에서의 퇴적 속도(한 층의 지층이 만들어지는 속도)를 함께 연구함으로써 지구가 7만 5,000년 정도 되었을 것이라는 결론에 이르렀다. 일부 자료에 따르면 뷔퐁은 지구의 나이가 30억 년까지도 될 수 있다는 생각을 했지만, 이런 이야기를 공개적으로 하는 것은 “신중히” 삼갔다고 한다.”

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7. 클레어 캐머런 패터슨(1950년대 분자분광학 전공의 미국 지구화학자): “방사능에 대한 연구로 얻은 지식을 이용하면 분광법을 통해서 운석의 동위원소 조성, 다시 말해서 운석에 들어 있는 특정 원소에 대해서 그 동위원소들의 비율을 알아내는 일이 가능했다. 그래서 패터슨은 운석에 든 납의 동위원소 조성에 대한 연구에 들어갔다. 운석은 태양계가 탄생하는 과정에서 만들어진 것으로 볼 수 있기 때문이다. 그렇게 해서 1955년, 패터슨은 지구와 운석이 동시대 물질로서, 45억 5,000만 년 전에 동일한 물질적 기원으로부터 만들어졌음을 밝혀냈다.”

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지구의 나이를 밝히는 과정에서 패터슨은 지구의 땅과 공기 중 납 농도가 산업 환경의 비약적인 발전과 함께 크게 올라갔음을 알아냈다. 특히 인류의 체내 납 농도가 1,500년 동안 1,000배나 증가했음을 밝혔다. 패터슨의 오랜 노력 끝에 휘발유에 들어간 납이 제거되기 시작했다. 그리고 여러 제품에 들어있는 납 역시 사용을 더 이상 못하게 만들었다. 패터슨이 지구 나이를 밝히는 연구를 한 덕에, 우리가 납 중독 걱정 없는 세상에 살게 되었다.