Ⅰ.대륙이동과 판구조론{{1912년 독일의 과학자 베게너는 유사한 해안선들을 맞추어 세계의 여러 대륙이 하나의 거대한 초대륙을 이루고 있었다고 발표하였다. 베게너는 해안선의 유사성외에도 화석, 암석, 빙하퇴적물의 분포 지층 및 산맥의 연속성 등 여러 가지 지질학적 자료를 증거로 이용하였는데, 남아메리카의 동부 지역과 아프리카의 중서부 지역에서만 국한되어 발견되는 약 2억 7천만년 전의 작은 파충류 화석인 메조자우르스 화석의 분포는 두 대륙이 함께 붙어 있었음을 지지한다.{또한 지구에는 약 3억년전 커다란 빙하 시대가 있었다. 당시의 지층에서 빙하의 흔적이 발견되는데, 이러한 빙하의 흔적이 분포하는 대륙들인 남미, 아프리카, 인도, 호주는 현재의 열대 및 온대 지방에 분포하고 있다. 이러한 불가사의한 양상은 현재의 대륙 분포로서는 설명되지 않고 당시 극지방에 있던 대륙들이 현재의 위치로 이동했다고 해석된다.{글로소포테리스한편 호주, 남미, 남아프리카, 남극 대륙에는 글로소프테리스 식물 화석이 공통으로 분포되는데 넓은 대양으로 덜어진 각 대륙에서 동일 식물군이 발견되는 것도 당시에 대륙들이 붙어있었던 증거가 된다.또한 북아메리카의 애팔레치아 산맥은 스코틀랜드의 칼레도니아 산맥과 잘 연결되며, 이러한 각 대륙 간의 연속되는 산맥 및 지질구조도 대륙이동설의 증거로 제시되었다.{{그림근래에는 새로 밝혀진 증거 특히, 고지자기 자료에 근거하여 비교적 정확한 고대륙을 복원할 수 있다. 다음 그림은 지금까지 밝혀진 고대륙의 모습을 나타내고 있다.{{{{대체적인 분리의 모습을 살펴보면 약 2억 2500만년전에 대륙들은 하나의 거대한 대륙 판게아를 이루고 있었다. 판게아는 약 1억 8000만년전부터 분리되기 시작하여 로라시아라 불리는 북쪽 절반은 북으로 움직이고, 남쪽의 곤드와나 대륙은 떨어져 나오게 된다. 약 1억 3500만년전에는 인도판이 북쪽으로 움직이고 대서양과 인도양이 열리기 시작한다. 약 6500만년전부터는 대서양이 더욱 넓어지지만 오스트레일리아 대륙은 아직 남극 대륙에 붙어있다.창하여 대륙을 움직이는 힘의 근원을 밝히는 데 성공하였다. 제2차 세계대전 이후 해령과 해구 등의 해양저 지형과 그 특징이 밝혀지고, 특히 여러 가지 현상으로 나타나는 지구자기의 연구 결과에 의해서 해령을 중심으로 하여 해양저가 양쪽으로 확장하고 있다는 해양저확장설(海洋底擴張說)이 성립되었고, 이에 근거하여 판구조론이 정립되기에 이르렀다. 판구조론에 의하면 대륙이 해양지각 위에 떠서 함께 움직이고 있다고 보고 있으므로 이같은 관점에서 본다면 이 이론은 새로운 대륙이동설이라고 볼 수 있다.1. 판의 개념과 구조(1) 판의 개념판(plate)은 한덩어리로 움직이는 단단한 땅덩어리로서, 연약권 위에 놓여있는 약 100km 두께의 단단한 암석권을 의미한다.{(2) 판의 구조판은 두께가 평균 약 100km정도로서 지각은 물론 맨틀의 일부까지도 포함한다. 따라서 판의 경계는 지각의 경계인 모호면이 아니라 암석권과 연약권의 경계이다.대륙지각이 해양지각보다 더 두꺼운 것과 마찬가지로 대륙판이 해양판보다 더 두껍다. (그러나 밀도는 대륙판이 해양판보다 더 작다.){평면적으로 볼 때에도 판의 경계는 대륙지각이나 해양지각의 경계와는 다르다. 옆 그림과 같이 대륙지각으로만 되어있는 판도 있고(예: 아라비아판) 해양지각으로만 되어 있는 판도 있지만(예: 태평양판, 나즈카판) 일반적으로 판은 대륙지각과 해양지각이 합해져 한덩어리를 이루고 있다.(예: 유라시아판, 북아메리카판, 남아메리카판, 아프리카판, 인도-오스트레일리아판, 남극판 등)2. 판이 움직이는 원인{그림현재 대부분의 지질학자들은 판이 움직이는 원인을 판 아래에 있는 맨틀의 대류 때문인 것으로 보고 있다. 그러나 이것에 대해서는 최근까지도 많은 논란이 있어왔으며 최근에는 섭입하는 지각에 의한 견인력{) 해구에서 섭입하는 판은 냉각되어 밀도가 크기 때문에 그 하중에 의하여 맨틀 속으로 끌 려들어가게 되고 그 결과 판이 이동하게 된다는 견해. 이 견해는 섭입대의 길이가 긴 태 평양판이나 나즈카판의 이동속도가 상대적으로 빠르다는 사실에 의해서 뒷받침되고 있 다., 해령에서 미는 힘{) 해령에서 맨틀 물질에 점점 솟아오르게 되면 중력에 의해서 좌우로 흘러내리려는 경향이 생기게 되는데 이 힘에 의해서 판이 이동한다고 보는 견해.등을 판이 움직이는 원동력으로 제시하고 있다.{그러나 이러한 설명들은 모두 확실한 증거가 부족하다는 단점을 가지고 있다.(☞ 최근에는 판의 움직임과 관련하여 플룸설{) 플룸구조론지구 내부에는 아시아 지역 아래에서 집중적으로 발생하는 섭입에 기인한 대규모 체류 슬랩이 낙하됨에 따라 하나의 거대한 차가운 플룸이 하강하고 있고, 반면에 역작용으로 발생하는 아프리카형의 뜨거운 플룸이 상승함으로써 맨틀 전반에 걸친 원통상의 대류운 동이 지구조운동을 지배하고 있다. 이와같이 원통상의 대류운동에 의한 구조운동론을 플 룸구조론이라한다.플룸구조론적 입장에서는 판구조론이 지구 표피를 지배하는 판운동을 관장한다면 플룸 구조론은 판구조운동의 근본적인 원동력인 맨틀을 포함한 지구 내부 구조를 지배한다는 입장을 취하고 있다.먼저 하강하는 차가운 플룸의 생성은 해양판의 섭입으로부터 시작된다. 섭입하는 슬랩 은 상하부 맨틀의 경계면인 670km 부근에서 체류하기 시작하여 체류슬랩이 형성된다. 시 간이 지남에 따라 체류슬랩은 지속적으로 축적되며 한편으로 중앙해령에서 판 운동의 생 성속도 및 확대속도는 점차 감소하게 된다.결국 한계를 넘어선 체류슬랩은 붕락하여 차가운 플룸이 되는 것이다. 이러한 변화는 해수면 변동의 기록에 의거하여 대략 4억년의 주기를 갖는 것으로 추정되고 있다.{이 새롭게 등장하였다.)1. 지구 내부의 구조{지구의 구조는 지각, 맨틀, 외핵, 그리고 내핵으로 이루어져 있다. 이 중에서 지각은 지구의 가장 바깥쪽을 말하는데, 평균 두께는 35km 가량이며 가볍고 단단한 암석층이다. 맨틀은 지각 아래에서 깊이 약 2900km 사이의 층을 말하며 지각보다 더 무거운 고체 상태의 물질로 이루어져 있고, 지구 내부 부피의 약 80%를 차지한다.맨틀과 지각의 경계면을 모호로비치치 불연속면이라고 부르는데, 이 부분에서는 지진파의 전파 속도가 갑자기 빨라진다.외핵은 맨틀 아래에서 내핵의 경계까지(2900km∼5100km)이며, 액체 상태로 추정되고 있다. 내핵은 외핵 아래에서 지구 중심까지(5100km∼지구 중심)이며 고체 상태로 추정되고 있다. 그러므로 지구의 내부 구조를 보면 상대적으로 가볍고 단단한 지각이, 상대적으로 무겁고 부드러운 맨틀의 상부 위에 떠있는 상태이다.2. 맨틀의 대류 - 연약권지각 밑의 모호면과 지구의 핵 사이에는 두께가 2,900km인 맨틀이 있다. 맨틀은 상부맨틀과 하부맨틀로 구분되며, 상부맨틀은 모호면에서 약 400km∼700km까지의 껍질 부분이고 이는 위의 암석권과 아래의 연약권으로 나누어진다. 암석권은 지각과 합하여 두께가 80∼100km이며 굳은 암석으로 구성되어 있어서 이를 통과하는 지진파의 속도가 빠르다. 상부맨틀의 상부는 지각과 함께 암판을 이루는 암석권으로서 맨틀대류로 밀려서 이동해 가다가 해구에 이르면 그곳에서 섭입하여 연약권과 그 아래로 들어가 소멸하기 때문에 소멸된 분량만큼은 대양저 아래에서 늘 새로이 생성되어야 할 것이다.{연약권은 지표면 아래 80∼100km에서 약 400km 까지의 사이이며 그 두께는 약 300km인데 연약권의 상반부의 두께 약 200km의 층은 지진파의 속도가 느린 저속도층으로서 이는 연약권의 주부를 형성한다. 그 하반부의 약 150km은 점차로 지진파의 속도가 커지는 부분이다.{3. 대류의 원리{유동성이 큰 액체나 기체는 대류 현상이 쉽게 관찰되지만, 과연 유동성이 없는 고체에 대류가 일어날 수 있느냐는 점이다. 실제 어떤 특정 조건하에서는 고체도 액체처럼 흐를 수가 있다. 짧은 시간 동안에는 지구 맨틀은 지진파를 효과적으로 전달하는 강성체로 작용하지만, 백만 년 이상 오랫동안 응력이 가해지면 맨틀은 약해져서 유동성이 있는, 소위 연약권(asthenosphere)이 된다. 오랫동안 고온과 고압 하에서 맨틀은 서서히 유동하여 점성이 매우 높은 물질과 흡사하게 움직임으로써 대류가 가능하게 된다.이와 같은 맨틀 대류의 양상은 깊이에 따른 지진파의 속도 분포를 조사하면 알아낼 수 있다. 최근의 지구물리 연구에 의하면, 지진파를 이용하여 속도가 느린 부분 (붉은 색 온도가 높은 부분)과 빠른 부분 (푸른색 온도가 낮은 부분)을 구별할 수 있다. 이러한 자료를 통해서 지구 내부의 변화를 이해 할 수 있다. 해령에서는 지진파의 속도가 느리고, 오래된 판이나 대륙판 아래에서는 빠르다. 즉 해령 아래에서의 활발한 맨틀 활동을 짐작할 수 있다.4. 맨틀대류설의 제기1928년 홈즈(A. Holmes)는 맨틀 내의 방사성 원소의 붕괴열과 고온의 지구 중심부에서 맨틀로 올라오는 열에 의하여 맨틀 상하부에 온도차가 생기고 그 결과 매우 느리게 열대류가 일어난다는 맨틀대류설을 주장하였다. 즉, 맨틀 내에서 높은 온도로 인해 융해되어 액체 상태인 암류권은 물질의 온도가 주위의 온도보다 뜨겁기 때문에 밀도가 낮아져 상승하게되고, 이 힘에 의해 지각을 이루는 암석권이 찢기게 된다. 이렇게 해서 생긴 틈새 때문에 압력이 감소되어 암류권이 상승하면서 주위의 암석을 녹이게 되고, 이것은 지표에서 냉각되어 새로운 암석층이 된다. 이러한 대류 현상이 지각 변동의 원동력이 되고 있다.{3. 판의 경계지구 표면은 6개의 커다란 판과 여러개의 보다 작은판으로 이루어져 있다. 이들 판의 경계는 판과 판의 상대운동에 따라 크게 세가지 형태로 나눌 수 있다. 발산경계(예: 해령), 수렴경계(예: 해구) 및 보존 경계(예: 변환단층)가 그것들이다.대부분의 지진은 이러한 판의 경계부에서 발생하고 있다. 한편 화산활동의 대부분도 해령과 섭입대(수렴대)에 집중되어 나타나며 판의 경계부에서 나타나는 여러 지질 현상들은 판들의 상대운동의 결과로 나타나는 것이다.
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