Ch1 지권의 변화 Lesson 4 변화하는 지권

 

3. 변화하는 지권

앞에서 살펴본 바대로 암석으로 구성된 지권은 가만히 있는듯이 보이지만 실제로는 아주 조금씩 이동하고 있습니다. 여기서는 과학적으로 대륙이 이동한 증거를 찾아보고 그 이동한 여러 증거들에 대해서 공부해 보도록 하겠습니다.

 

3.1 대륙 이동설

1) 대륙 이동설

베게너라는 과학자는 지구가 태초에는 판게아라는 큰 대륙으로 이루어져 있었는데 그 판게아가 갈라지고 이동하여 현재와 같은 대륙분포를 이루게 되었다고 주장했습니다. 이를 대륙이동설이라고 합니다. 그럼 베게너는 어떻게 해서 대륙이 이동했다고 생각하게 되었던 것일까요? 그 근거에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

2) 대륙 이동의 근거

a) 해안선의 일치

지구본이나 세계지도를 많이 보신 분들이라면 아시겠지만 대서양의 사이에 두고 남아메리카의 해안선과 아프리카의 해안선이 비슷하다라고 느끼신 분들이 많을 것입니다. 베게너도 그 비슷한 해안선이 증거중 하나라 생각했습니다.

 

b) 화석의 분포

멀리 떨어져 있는 남아메리카, 인도, 오스트레일리아, 남극대륙에서 식물 화석인 글로소프테리스, 얕은 바다에 살던 공룡인 메소사우루스 등의 화석이 발견되었습니다. 현대의 대륙의 위치와 각 대륙의 기후가 너무나 다른점을 고려해 볼 때 설명이 불가능해서 분포지역이 연결되었다고 가정해 보고 대륙을 붙여보면 자연스럽습니다.

 

c) 빙하의 흔적과 방향

빙하는 이동하면서 흔적을 남기게 되는데 지금은 절대 빙하가 생길 수 없는 인도에서도 빙하의 이동흔적이 관찰됩니다. 따라서 이 흔적과 방향도 대륙 이동설의 근거로 삼았습니다.

 

d) 멀리 떨어진 지층의 연속성

서로 멀리 떨어진 아프리카와 남아메리카 대륙에서 같은 시기의 지층이 나타나고 지층의 순서또한 일치합니다. 또 북아메리카 대륙과 유라시아 대륙의 산맥도 서로 연결이 됩니다.

 

3) 대륙 이동설의 문제점

하지만 베게너 당시에는 대륙 이동설에 심각한 문제가 있었습니다. 그 수많은 증거에도 불구하고 대륙이동설이 설로 남게 된 이유는 어떤 힘으로 대륙이 움직였냐? 라는 질문때문이었습니다. 이 당시에는 지구 내부 구조에 대한 충분한 연구가 없어서 맨틀 대류나 판구조론으로 대표되는 지구의 지각구조에 대한 지식이 전무한 상황이어서 대륙 이동에 필요한 에너지의 근원을 설명하는데 실패해서 설로 끝나게 되었습니다.

 

4) 대륙 이동설의 변천 과정

앞에서 베게너는 대륙이동설을 주장했지만 많은 논리적인 증거에도 불구하고 다른 과학자들의 지지를 얻는데 실패 햇습니다. 거대한 대륙을 이동시키는 에너지원이 무엇이냐에 대한 근본적인 설명이 없었기 때문이죠 여기서는 대륙 이동설이 어떻게 판구조론까지 발전되어 왔는지 그 과정을 간략히 보고자 합니다. 자세한 점은 고등학교 지구과학 시간에 좀더 심도깊게 배울것입니다.

 

a) 맨틀대류설

맨틀 대류설은 홈스가 주장한 이론으로 맨틀 아래에 뜨거운 핵이 존재하니 맨틀이 대류 현상이 생기고 이러한 맨틀 대류 현상에 의해 맨틀 위에 있는 지각도 같이 움직인다는 결론을 내렸습니다. 맨틀이 솟아 오르는 곳에는 새로운 해양이 생기고 하강하는 곳에서는 지각이 맨틀 속으로 들어가 소멸한다는 내용이었습니다. 하지만 이것도 설로 끝났는데 맨틀 대류의 힘도 대륙을 이동시키기에는 부적절하다고 판단했기 때문이죠

 

b) 해저 확장설

과학자들이 심해저를 관찰한 결과 해저의 산맥인 해령과 골짜기인 해구등의 지형이 있음을 밝혀 냅니다. 그리고 암석의 나이조사를 통해 해령주위의 암석의 나이가 해구 주위의 암석의 나이보다 더 어림을 밝혀 내죠 그래서 맨틀 대류의 상층부에 해당하는 곳에서 산맥에 해당하는 해령이 만들어 지게되고 여기서부터 마그마가 굳어지면서 해구쪽으로 천천히 이동한다는 해저 확장설을 주장했습니다.

 

c) 판구조론

대륙이동설과 해저 확장설 그리고 맨틀 대류설이 합쳐져서 판 구조론으로 통합되었습니다. 간단히 설명하자면 지구 표층부가 여러 개의 판들로 나뉘어져 있으며 이러한 판들이 맨틀 대류를 타고 상대적으로 이동함으로써 해양지각이 생성 소멸하게 되고 판들의 경계에서 충돌 혹은 멀어짐에 따라 여러 지각 변동현상이 일어난다는 이론입니다. 판의 경계는 다음과 같이 세종류로 구성이 되며 각 판의 경계의 특성에 따라 발생하는 지각변동 현상에 차이가 생깁니다.

 

- 수렴형 경계 

두판이 서로 가까워 지는 경우이다

ㄱ) 충돌형 경계 :

밀도가 비슷한 두판이 서로 충돌하게 되므로 밀도가 비슷하므로 서로 밀어붙여서 고도가 높은 습곡산맥을 만들어 내는 경우가 많다. 히말라야 산맥이 대표적인 예시이며 화산활동은 없지만 지진은 발생하는 편입니다.

 

ㄴ) 섭입형 경계 :

해양판과 대륙판은 밀도차이가 나므로 두 판이 충돌했을 때 밀도가 높은 해양판이 아래로 밀려 들어가게 되어 소멸하는데 이 과정에서 지진과 화산활동이 자주 발생하게 된다.

 

- 발산형 경계

이 부분은 맨틀 대류의 상층부로써 새로운 해양지각이 만들어 지게 되고 두 판이 양쪽으로 서서히 멀어지게 됩니다. 중앙 해령이 대표적인 예시이며 지진과 화산활동이 자주 발생하게 됩니다.

 

- 보존형 경계

두 판이 서로 평행하게 움직이는 것으로 지진이 자주 발생합니다. 대표적인 예로 산안드레아스 단층지대가 있습니다.

 

3-2. 화산대와 지진대

1) 화산활동과 지진

a) 화산활동

땅속에 있는 마그마가 지각의 약한 틈을 통하여 지표로 분출하는 현상을 말합니다.

 

b) 지진

땅이 흔들리고 갈라지는 현상입니다. 이러한 땅이 흔들리고 갈라지는 정도를 즉 지진의 세기를 규모와 진도로 나타내는데 용어가 헷갈리지 않도록 정확하게 기억하고 계셔야 합니다. 고등학교 지구과학 시간에도 시험에 가끔 낚시로 나옵니다.

 

- 규모 :

지진의 총 에너지 양으로 각 발생한 지진에 규모는 관측한 지점에 상관없이 동일한 값을 나타냅니다.

 

- 진도:

지진이 발생했을 때 사람이 느낀 지진의 흔들림 정도와 피해정도를 등급으로 나타낸 것으로 지진이 발생한 진원으로부터 멀리 떨어질수록 진도가 작아집니다. 가까이에 있을수록 지진으로 인해 발생한 지진파가 손실을 적게하면서 전달되기 때문에 지진으로 인한 피해가 큰 편이죠

 

- 규모의 진도의 표시

규모는 주로 아라비아 숫자로 진도는 로마자로 표현합니다. 규모 6, 진도 VI 이런식으로 말이죠

 

2) 화산대와 지진대

이러한 화산활동과 지진활동은 지구 전체에 걸쳐 고르게 일어나는게 아니라 특정한 지역에서 주로 발생합니다. 일본 그러면 지진이 자주 일어나는 나라 정도로 기억을 하고 있는데 그 정도로 특정 지역에서 자주 발생합니다. 그래서 화산활동과 지진 활동이 자주 일어나는 지역을 묶어서 화산대, 지진대 이렇게 정의를 합니다.

 

a) 화산대

화산활동이 주로 일어나는 지역인 태평양 주위와 지중해, 중앙아시아 지역에 좁은 띠모양으로 분포하는데 이 지대를 화산대라고 합니다.

b) 지진대

지진이 자주 발생하는 장소가 띠 모양으로 밀집되어 있는데 이를 지진대라고 합니다.

c) 전세계의 화산대와 지진대

전세계의 화산대와 지진대를 아래 지도를 보시면 굉장히 유사한 지역이 겹침을 알 수 있는데 크게 세 종류로 구분이 됩니다.

 

- 환태평양 화산대,지진대 :

화산의 60%이상이 모여있는곳으로 태평양 가장자리를 따라 고리 모양으로 분포합니다. 다른 표현으로 불의 고리라고도 합니다.

- 알프스 – 히말라야 화산대,지진대 :

알프스 산맥에서 지중해와 히말라야 산맥을 거쳐 남아시아까지 이어져 분포합니다.

- 중앙 해령 화선대, 지진대:

대서양, 인도양, 태평양 해저의 해령을 따라 분포합니다.

 

3-3. 판의 경계와 지각변동

이제 화산활동과 지진의 발생지역이 왜 특정 지역에만 몰려 있는지 그리고 그 두 구역이 거의 일치하는 이유를 살펴 보기 위해 판이라는 개념을 배워볼 것입니다.

 

1) 판

지각과 맨틀 상부의 일부를 포함하여 평균 두께 100km의 단단한 암석으로 이루어진 부분을 판(암석권) 이라고 합니다. 주의하실점은 판이 지각만 언급하는건 아니라는 점입니다.  맨틀의 상부도 포함한다는 점을 명확히 기억하셔야 합니다.

 

a) 대륙판과 해양판

- 대륙판 :

대륙 지각과 맨틀 최상부를 포함하는 판으로써 두께는 평균 100km 입니다. 해양판보다 두껍지만 평균밀도는 작습니다.

- 해양판 :

해양지각과 맨틀 최상부를 포함하는 판으로써 두께는 평균 70km 입니다. 대륙판 보다 얇지만 평균 밀도는 큽니다.

 

b) 판의 분포

지구의 표면은 밝혀진 바에 따르면 이러한 판이 나누어져서 각자 이동하는 구조로 되어 있습니다.

 

c) 판의 운동

맨틀의 상부(연약권)는 고체 상태이지만 유동성을 가지고 있습니다. 아이스크림 비슷한 상태라고 생각하시면 됩니다. 그러다 보니 아래의 핵의 뜨거운 열로 인해 아주 느린속도로 대류가 일어나게 되는데 맨틀 상부가 이로인해 운직이게 되면 판 전체가 움직이게 됩니다. 문제는 이 판이 이동하는 속도가 모든 판마다 일정하다면 지진과 화산활동은 지금보다 많이 줄어들겠습니다만 각 판의 이동 속도가 모두다 다르다는 점이죠 이로인해 여러 지각 변동이 일어 납니다.

 

2) 지각 변동

a) 화산대와 지진대 및 판의 경계

앞에서도 언급했듯이 판이 이동하는 방향과 속력이 다르므로, 판의 경계에서는 판끼리 멀어지고 부딪치고 어긋나게 되므로 이로인해 여러 지각변동이 발생하게 됩니다. 따라서 앞의 판의 경계와 화산대와 지진대를 겹쳐놓고 보시면 대체로 일치한다는 점을 알 수 있습니다.

 b) 우리나라 부근의 지각변동

우리나라는 판의 경계에서는 벗어서 화산활동이나 지진이 발생하지 않으나 옆 나라 일본은 판의 경계에 위치하므로 지각 변동이 자주 발생하는 편입니다.