안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
돌의 나이는 돌 속에 들어 있는 방사성 동위원소의 화학적 반감기를 측정해 알아냅니다. 이 원리를 이용한 방사성 동위원소 연대 측정법이 바로 돌의 나이를 재는 대표적인 방법입니다.
반감기는 방사성 원소의 양이 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간입니다. 이는 온도나 압력 등 주변 환경에 절대 영향을 받지 않고 일정한 속도로 흐르는 완벽한 자연의 시계입니다.
돌의 나이를 알아보기 위해서 돌 전체를 다 쓰지 않고, 우라늄은 결합하지만 납은 절대 받아들이지 않는 성질을 가진 저콘 같은 단단한 미세 결정을 골라내고 질량 분석기를 이용해 저콘 결정 속에 남아 있는 우라늄과 생성된 납의 비율을 정밀하게 측정합니다. 납의 비율이 높을수록 오래된 돌로 반감기 공식에 대입하여 돌이 굳어진 시점을 역으로 계산하면 돌의 나이를 알 수 있습니다.
지구의 나이도 이 방법으로 측정합니다. 다만 지구 표면의 원래 돌들은 풍화, 지진, 판구조론에 의해 끊임없이 마그마로 녹아 들어가 재활용되었기 때문에 지구 태초의 돌은 땅 위에 남아있지 않습니다. 그래서 화학자와 지질학자들은 태양계 형성 당시에 함께 만들어져 지구로 떨어진 운석을 이용합니다.