판 구조론과 판의 이동, 판의 경계 세 가지

안녕하세요. 학습코치 부이쌤입니다. 이번 시간에는 판 구조론과 판의 이동, 판의 경계라는 주제로 고등학교 과학탐구영역 지구과학1에 대한 이야기를 하도록 하겠습니다.

 

■판 구조론의 정립

지금의 판 구조론은 한 순간에 딱 나온 것이 아닙니다. 1915년에 베게너의 주장인 대륙 이동설을 시작으로, 1950년대에 홈스가 주장한 맨틀 대류설, 1962년 해스와 디츠가 주장한 해저 확장설에 이어 윌슨에 의해 1960년대 말에 공식화되었고, 현재는 거의 보편적인 사실로 받아들여지고 있습니다.

 

■대륙 이동설

대륙 이동설은 베게너의 1915년 저서 대륙과 해양의 기원을 통해 여러 대륙들이 모여서 만든 하나의 대륙인 초대륙 판케아가 고생대 말기 ~ 중생대 초기에 존재하였으며, 판게아는 약 2억 년 전부터 분리되어 현재와 같은 대륙 분포가 되었다고 주장하였습니다.

 

 

하지만 대륙 이동에 대해 제시한 여러 증거에도 불구하고 베게너는 대륙을 이동시키는 원동력을 설명하지 못해 대륙 이동설은 많은 과학자들에게 받아들여지지 않았습니다.

 

■맨틀 대류설

맨틀 대류설은 1920년대 후반 베게너의 대륙 이동설에 동조했던 홈스가 지각 아래의 맨틀이 열대류를 한다고 생각하고, 맨틀 대류가 대륙 이동의 원동력이라고 주장하였습니다. 홈스의 맨틀 대류설은 1950년대에 대륙 이동설의 부활과 함께 해저 확장과 판 구조 운동의 원동력으로 주목받게 되었습니다.

 

 

홈스는 맨틀 대류의 상승부에는 대륙 지각이 분리되면서 새로운 해양이 생성되고 맨틀 대류의 하강부에서는 산맥과 해구가 생성된다고 주장하였습니다.

 

■해저 확장설

해저 확장설은 1962년 해스와 디츠가 해령과 같은 해저 지형의 특징을 설명하기 위해 해저 확장설을 주장하였습니다. 해저 확장설은 맨틀 대류의 상승부인 해령에서 새로운 해양 지각이 생성되고, 해령을 중심으로 확장되며, 해구에서는 오래된 해양 지각이 맨틀 속으로 섭입하여 소멸됩니다.

 

■판 구조론

1.변환 단층의 발견

윌슨은 해령의 열곡과 열곡이 어긋난 구간에서 천발 지진이 활발하게 발생하는 것을 발견하고, 이 구간을 변환 단층이라고 합니다. 윌슨은 변환 단층이 형성되는 이유를 맨틀 대류의 상승부인 해령에서 생성된 해양 지각이 확장될 때, 변환 단층의 양쪽에 있는 해양 지각이 반대 방향으로 이동하기 때문이라고 설명하였습니다.

 

2.판 구조론

판 구조론은 지각과 맨틀을 포함하는 지구의 규산염질층, 특히, 최상부 암석권이 움직이는 양상을 설명하는 모델입니다. 암석권 혹은 판이라는 고체지구의 가장 겉을 덮는 약 100Km의 단단한 층이 면약권의 유동적 성질과 맞물러 움직이며 각각의 상대적 운동 방향과 속도에 따라 물리적, 화학적으로 다양한 지질학적 현상들이 나타나는 설명입니다.

 

판 구조론은 이전까지 지표에서 관찰되는 다양한 지질학적 현상이나 기록이 하나의 패러다임에 의해 오롯이 묶여 잘 설명되었기에 이 이론은 현대 지질학에서 가장 중요한 이론으로 받아들여지고 있습니다.

 

판 구조론은 겉보기와 다르게 그 배경이 상당히 어려워서 지질학 전공을 할지언정 이해하는 사람이 별로 없습니다. 복잡한 구조지질학, 암석학 및 광물학적인 내용이 모조리 섞여들어가기 때문입니다. 애초에 이 이론 자체가 기존에 존재했던 지질학 분야들이 모두 뭉친 궁극의 이론 같은 느낌인데 국내는 물론 세계적으로 이 판 구조론을 기반으로 대륙의 진화과정을 연구하는 사람은 의외로 수가 적은 편입니다.

 

현재 존재하는 판들 중 주요 판으로는 태평양 판, 유라시아 판, 아프리카 판, 북아메리카 판, 남아메리카 판, 인도-오스트레일리아 판, 남극 판 등이 있으며, 소형 판으로는 나스카 판, 소말리아 판, 아라비아 판, 카리브 판, 후안 데 푸카 판, 코코스 판, 필리핀 판, 스코사 판 등이 있습니다.

 

3.판의 경계

판과 판 사이는 경계가 존재하는데, 그 종류는 세 가지입니다, 첫째, 발산 경계는 두 판이 경계를 중심으로 점차적으로 열어지는 경계를 말합니다. 해양판과 해양판 사이의 발산 경계에는 해령이 있으며, 해령의 사이에 열곡이 발생합니다. 발산 경계에서는 천발 지진이 주로 일어나며 동태평양 해령, 대서양 중앙 해령, 종아프리카 열곡대 등이 대표적입니다.

 

 

둘째, 보존 경계는 두 판이 서로 어긋나면서 이동하는 경계를 일컫습니다. 보존 경계에서는 두 판이 어긋나면서 생기는 마찰로 천발 지진이 주로 발생하며 화산 활동이 발생되지는 않습니다. 이러한 보존 경계의 이동 방향을 보고 전체적인 판의 이동방향을 추정해 낼 수 있습니다. 대표적인 보존 경계로는 산 아드레아스 단층이 있습니다.

 

 

셋째, 수렴 경계는 두 판이 충돌하는 곳으로 충돌하는 판의 종류에 따라 습곡 산맥, 해구, 호상 열도가 생깁니다. 즉, 대륙판끼리 충돌하는 경우 밀도차가 거의 없기 때문에 섭입되지 않고 함께 솟아올라 습곡을 이룹니다. 대륙판과 해양판이 충돌하는 경우 밀도가 더 큰 해양판이 아래로 섭입되면서 경계면에 해구를 형성하게 되는데, 해구에서는 화산과 천발 지진, 심발 지진이 모두 일어나는데, 판의 경계에 가까운 곳일수록 천발 지진이 빈번합니다. 한국과 일본 열도 사이에 대표적인 해구가 발달되어 있으며 이러한 해구를 중심으로 지진과 화산 활동이 활발하게 일어납니다.

 

■차시 예고

지금까지 판 구조론과 판의 이동, 판의 경계의 세 가지인 발산 경계, 보존 경계, 수렴 경계 등에 대해 알아보았습니다. 지구 과학이 좀 어려운 분야이기도 한데, 다음 시간부터는 좀 더 쉽게 설명하도록 하겠습니다. 지금까지 학습코치 부이쌤이었습니다^^

 

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