대지의 시간을 읽은 자들

18세기 말, 스코틀랜드의 한 농부 출신 의사가 에든버러 근교 해안 절벽 앞에 섰다. 그는 켜켜이 쌓인 암석층을 바라보다가 조용히 선언했다. “우리는 시작의 흔적도, 끝의 전망도 찾아볼 수 없다.” 제임스 허턴이 발견한 것은 단순한 지층이 아니었다 — 그것은 상상을 초월하는 시간의 깊이였다. 그로부터 한 세기 뒤, 찰스 라이엘은 그 생각을 완벽한 이론으로 다듬어 다윈의 손에 쥐여주었다. 그리고 또 한 세기가 흘러, 알프레트 베게너는 대륙이 원래 하나였다는 생각으로 평생 조롱받다가 죽었다. 세 사람이 읽어낸 것은 같은 책이었다. 그 책의 이름은 지구였다.

지질학은 단순히 돌을 연구하는 학문이 아니다. 그것은 시간을 공간으로 번역하는 기술이다. 암석 한 층에는 수천만 년이 압축되어 있고, 두 대륙의 해안선이 서로 맞물리는 모양에는 2억 년 전의 기억이 담겨 있다. 허턴, 라이엘, 베게너 — 이 세 사람은 각각 다른 시대에, 다른 방식으로, 지구가 우리에게 남긴 암호를 해독했다. 그리고 그 해독의 결과는 지구의 나이, 생명의 역사, 대륙의 배치 모두를 근본적으로 뒤바꾸었다.

제임스 허턴: 암석에서 무한한 시간을 읽어낸 사람

제임스 허턴은 지질학자가 되려고 태어난 사람이 아니었다. 법학을 공부했고, 의학 박사 학위를 받았으며, 한동안 농부로 살았다. 스코틀랜드 농장에서 땅을 일구며 그는 점차 이상한 집착에 사로잡혔다. 땅이 어떻게 만들어지는가. 비가 토양을 씻어내고, 강이 암석을 깎아내고, 해저에 퇴적물이 쌓인다. 이 모든 과정이 지금도 일어나고 있다면 — 과거에도 똑같이 일어났을 것이다.

1788년, 허턴은 친구들과 함께 에든버러 남쪽 시카 포인트(Siccar Point) 해안에 배를 댔다. 그곳에서 그들은 수직으로 서 있는 오래된 지층 위에 수평으로 놓인 새 지층이 얹혀 있는 광경을 보았다. 지질학자들은 이것을 ‘부정합(unconformity)’이라 부른다. 허턴의 계산에 따르면 이 불일치를 만들어내는 데에는 수억 년이 필요했다. 함께 있던 수학자 존 플레이페어는 후에 이렇게 회고했다: “시간의 심연이 눈앞에 열리는 것 같아 어지러웠다.”

“우리는 시작의 흔적도, 끝의 전망도 찾아볼 수 없다.”
— 제임스 허턴, 『지구의 이론』(1788)

허턴이 제안한 원리는 ‘동일과정설(uniformitarianism)’이다. 현재는 과거를 푸는 열쇠다(The present is the key to the past).지금 일어나는 침식과 퇴적, 화산 활동과 융기가 과거에도 같은 방식으로 작동했다는 것이다. 당시 지배적이던 ‘격변설(catastrophism)’, 즉 지구의 역사는 대홍수 같은 거대한 재앙들의 연속이라는 관점과는 완전히 달랐다. 허턴의 지구는 조용하고 느렸지만, 그만큼 오래되어 있었다.

문제는 허턴의 글쓰기 방식이었다. 그의 책 『지구의 이론』은 악명 높을 만큼 난해했다. 뒤얽힌 문장과 반복적인 서술로 인해 동시대 독자들은 그의 혁명적 아이디어를 제대로 이해하지 못했다. 허턴의 사상을 세상에 알린 것은 친구 플레이페어가 1802년에 쓴 해설서 『허턴 지구 이론의 예시』였다. 뛰어난 아이디어도 전달되지 않으면 사라진다는 사실을, 허턴의 사례는 증언한다.

찰스 라이엘: 허턴의 혁명을 완성한 지질학의 입법자

1831년 12월 27일, 스물두 살의 찰스 다윈은 비글호에 올랐다. 그의 짐 속에는 책 한 권이 있었다 — 찰스 라이엘의 『지질학 원리』 제1권. 이 선택이 역사를 바꾸었다. 다윈은 5년의 항해 동안 라이엘의 책을 반복해 읽으며 자신의 생각을 다듬었다. 지구가 수억 년 동안 천천히 변해왔다면, 그 위에 사는 생명체도 마찬가지일 수 있지 않을까. 지질학의 시간이 생물학의 공간을 열어준 순간이었다.

라이엘은 허턴보다 나은 글쟁이였다. 『지질학 원리』(1830–1833)는 세 권에 걸쳐 동일과정설을 명확하고 설득력 있는 언어로 재서술했다. 그는 유럽 전역의 지층을 직접 답사하며 증거를 쌓았고, 암석의 나이를 화석 속 연체동물 종의 비율로 추정하는 방법을 개발했다. 그 결과가 신생대의 분류 체계 — 에오세, 마이오세, 플리오세 — 로, 오늘날 우리가 여전히 사용하는 지질학적 시대 구분이다.

“과거의 원인들은 현재 우리 주변에서 작동하는 원인들과 동일한 종류였다. 차이가 있다면 오직 시간의 길이뿐이다.”
— 찰스 라이엘, 『지질학 원리』(1830)

라이엘의 역할은 과학자이자 로비스트였다. 그는 영국 과학계에서 막강한 영향력을 행사하며 지질학을 신학의 그늘에서 벗어나게 하는 데 전력을 기울였다. 당시 ‘창조지질학’은 성경의 홍수를 지질학적 사실로 해석했다. 라이엘은 데이터와 논증으로 그 근거들을 하나씩 무너뜨렸다. 과학과 권위 사이의 이 싸움은 정치적이기도 했고 지적이기도 했다.

흥미로운 아이러니가 있다. 라이엘은 평생 다윈의 진화론을 완전히 받아들이지 못했다. 지구가 서서히 변한다는 것은 인정했지만, 인간이 그 변화의 산물이라는 생각은 그를 불편하게 만들었다. 다윈에게 지질학의 시간을 선물한 사람이 정작 그 선물이 어디로 향하는지를 두려워한 것이다. 과학적 혁명은 그것을 이끄는 사람조차 예측하지 못한 곳으로 간다.

알프레트 베게너: 조롱받은 예언자, 대륙이 움직인다

1910년, 기상학자 알프레트 베게너는 세계 지도를 들여다보다가 이상한 것을 발견했다. 남아메리카의 동해안과 아프리카의 서해안이 마치 퍼즐 조각처럼 맞아떨어졌다. 물론 이것은 그가 처음 알아챈 것이 아니었다. 프랜시스 베이컨도, 19세기 여러 지도 제작자도 같은 것을 보았다. 그러나 베게너는 여기서 멈추지 않았다. 그는 가설을 증거로 채워 넣기로 했다.

베게너는 두 대륙에서 동일한 화석이 발견된다는 사실에 주목했다. 고사리류 식물 글로소프테리스(Glossopteris), 파충류 메소사우루스 (Mesosaurus) — 이 생물들이 광활한 대서양을 헤엄쳐 건넜다고 보기는 불가능했다. 대륙이 한때 연결되어 있었다는 것이 유일한 설명이었다. 그는 이것을 ‘대륙이동설(Kontinentalverschiebung)’이라 불렀고, 2억 5천만 년 전에는 모든 대륙이 하나의 초대륙 ‘판게아 (Pangaea)’였다고 주장했다.

“지구 표면의 대륙들이 과거에 다른 위치에 있었으며 지금도 움직이고 있다는 것은, 내 눈에는 지질학적 사실들이 스스로 외치는 진실처럼 보인다.”
— 알프레트 베게너, 『대륙과 해양의 기원』(1915)

1912년 베게너가 이 이론을 발표했을 때, 학계의 반응은 냉혹했다. 지질학자들이 가장 강하게 반박한 것은 단 하나의 질문이었다: “대륙이 어떻게 움직일 수 있는가? 그 힘은 어디서 오는가?” 베게너는 답을 갖고 있지 않았다. 그는 기상학자였지 물리학자가 아니었고, 대륙을 밀어내는 메커니즘을 설명하지 못했다. 미국 지질학계의 한 거물은 베게너의 이론을 “완전한 허튼소리”라고 공개적으로 일축했다.

그러나 베게너는 멈추지 않았다. 그는 이론을 가다듬으며 네 개의 개정판을 냈고, 그린란드 탐험을 계속했다. 1930년 11월, 그는 자신의 50번째 생일을 야영지에서 동료들과 함께 보낸 뒤 홀로 베이스캠프로 귀환하는 길에 나섰다. 그리고 다시 돌아오지 않았다. 이듬해 봄, 그의 시신이 눈 속에서 발견되었다. 그는 자신의 이론이 옳다는 것을 확인하지 못한 채 세상을 떠났다.

역사의 복권은 30년 뒤에 왔다. 1960년대, 해양탐사선들이 해저를 조사하면서 놀라운 사실을 발견했다. 대서양 중앙에 긴 산맥이 있고, 그 산맥에서 새로운 해저 지각이 끊임없이 생성되고 있었다. ‘해저 확장설’이 베게너의 물음에 답을 주었다 — 대륙을 움직이는 힘은 맨틀의 대류였다. 대륙이동설은 판구조론으로 다시 태어났고, 베게너는 지질학 역사상 가장 극적으로 복권된 과학자가 되었다.