대륙이동설
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대륙이동설 |
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거대한 대륙이 서서히 움직입니다. |
1912 년 독일의 과학자 알프레드 베게너라는 사람이 대륙이 움직인다는 '대륙이동설'을 발표했어요.
베게너의 학설에 따르면 옛날에는 모든 대륙이 다 붙어있었는데 이 대륙 이름을 판게아라고 합니다.
그런데 이 대륙이 약 2억년전부터 분리되기 시작해서 지금처럼 여러개로 쪼개졌다는 것이죠.
베게너가 그 주장을하게된 증거로는 다음과 같은 것들이 있어요.
1) 3억년전의 빙하의 흔적 분포가 적도 아래있는 남미, 남아프리카,
호주, 인도 대륙에서 발견된다. 대륙이 움직이지 않았다면 적도 근처에서
빙하 흔적이 있다는 것은 설명할 수 없다.
2) 모든 대륙에 같은 종류의 화석이 널리 분포하고 있다.
3) 대서양을 사이에 두고 남미와 아프리카의 해안선의 모양이 일치하고 있다.
붙어있던 부분이 벌어져 지금은 사이에 거대한 대서양이 된 것이다.(해저확장설)
그러나, 베게너는 이 큰 대륙들이 움직이는 힘을 설명하지 못하여 대륙이동설은 사라져
버린 것입니다. 베게너는 자신의 이론이 옳다는 것을 증명하기 위해 극지방으로 탐사를
갔다가 1930년 그린란드에서 사고로 죽었어요. 자신의 불타는 탐구열에 목숨을 바친 것입니다.
이처럼 뜨거운 열정을 가지고 연구한 과학자들 덕분에 오늘날 우리는 많은 혜택을 누리고
있는 것입니다.
1950후반에 암석에 대한 고지자기 연구를 하던 중 잊혀진 베게너의 대륙이동설이 옳다는
극적이고 명확한 증거가 발견되어 오늘날 베게너가 옳았다는 것이 밝혀졌습니다.
진실은 언젠가 드러납니다. 다만 때를 기다릴 뿐이죠.
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암석속에 옛날의 자기장의 기록이 남아 있습니다. |
용암이 식으면서 어느 정도 온도가 떨어지면 그 당시의 지구 자기장의 방향에 따라 용암속의
금속(철) 성분이 자석이 됩니다. 이런 자석이 지금까지 화성암(용암이 식어 만들어진 암석)속에
남아있죠. 그래서 화성암 속에 있는 자석들을 잘 조사하면 옛날의 지구 자기장의 방향을 알 수 있죠.
또한, 화성암이 비바람에 풍화를 받아 물속에 퇴적될 때도 금속성분들은 당시의 자력선 방향으로
배열을 한다. 따라서, 퇴적암을 조사해 보아도 당시 지구자기장을 알 수도 있어요.
이렇듯이 지구에 남아 있는 옛날의 지구자기장을 고지자기라고 합니다.
지구 자기장의 북극을 자북이라고 하는데 이 자북이 시간에 따라 서서히 변합니다.
자북이 변했다는 것은 암석들 속에 남아있는 고지자기를 측청해보면 알 수 있습니다.
자북이 움직인 이동경로를 각 대륙에서 각각 재어 보았더니 서로 다른 경로가 나왔습니다.
이것은 이상한 일입니다. 어느 시대고 자북은 한 곳 뿐이니 10만년전 암석에서 나타난
자북의 위치는 지구에 어디에서나 같아야 합니다. 그런데 다르다는 것은 이상한 일이죠.
이것은 대륙이 움직였기 때문에 나타난 일입니다.
이해하기 어려우면 다음과 같이 비유를 들어 볼께요.
종이 위에 긴 선을 긋고 종이를 반으로 잘라서 움직이면 선이 어긋납니다.
잘라진 종이를 다시 원래대로 맞추면 선이 다시 이어집니다.
마찬가지로 대륙이 이동한 방향으로 거꾸로 돌려 분리되기 전의 모습으로
맞추어 보면 자북이 이동했던 경로가 일치합니다.
결국, 각 대륙에서 측정한 자북의 이동경로가 불일치 하는 것이
바로 대륙이동의 명백한 증거인 셈이죠. 대륙이 움직였다고 생각하고
과거로 되돌리니 자북의 이동경로가 꼭 맞아떨어진 것입니다.
결국 지구 자기장을 연구한 결과 대륙이 이동했다는 베게너의 학설이 맞았다는
사실이 밝혀진 것입니다.
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지구 자기장이 확 반대로 바뀝니다. |
지구의 자기장은 시간에 따라 변합니다. 지금의 북극쪽이 자석으로는 S극에 해당하는데
과거에는 N극이 었던 적도 있어요. 이처럼 지구자기장이 반대로 확 바뀌는 현상을
지자기역전이라고 합니다. 지자기 역전이 일어나는 이유는 아직 잘 모릅니다.
이유를 밝혀내면 노벨상쯤은 받을 수 있을 겁니다.
대서양 한가운데에 화산들이 줄지어 있습니다. 높은 화산이지만 바다가 워낙 깊어 밖으로
나와 있지는 않지만 엄청난 열을 내뿜는 거대한 곳입니다. 이 지역을 해령이라고 합니다.
아프리카대륙과 남미대륙이 갈라졌던 곳이죠. 지금도 계속 벌어지며 두 대륙 사이를 더욱
멀리 벌리며 대서양을 확장시키고 있습니다. 이것이 바로 해저확장설입니다.
해령 한가운데 용암이 솟아나는 열곡이라는 계곡이 있습니다. 이 열곡을 중심으로 용암이
양쪽으로 흘러나가 굳습니다. 해령이 계속 벌어지므로 굳은 용암을 양쪽으로 대칭으로
멀어지며 또 다른 용암들이 열곡에서 솟아나 굳고 또 멀어지고...또 솟아나 굳고 또 멀어지고...
오랜 세월 동안 이런 상태를 반복하므로 해령에서 멀어질수록 암석의 나이는 많습니다.
해령을 중심으로 양쪽으로 벌어졌으니 해령을 중심으로 암석의 나이는 대칭을 이루며
나이가 변합니다. 결국 오른쪽이든 왼쪽이든 해령에서 떨어진 거리가 같은 양쪽의
두 지점에 있는 암석의 나이는 같습니다. 같은 시대에 생긴 암석은 당연히 같은 형태의
고지자기 (옛날 지구 자기장)를 가질 것입니다.
고지가기 연구 과학자들은 해령을 중심으로 양쪽으로 지자기역전 현상을 측정해 보았습니다.
같은 시대에 생긴 암석은 같은 방향의 자기장을 가질 것은 뻔한일이죠. 측정 결과 해령을
중심으로 양쪽 방향으로 지자기 역전현상이 완전히 대칭으로 분포하는 것이 밝혀졌습니다.
이것은 해양지각이 해령을 중심으로 양쪽으로 팽창한다는 명확한 증거입니다.
고지자기역전 현상이 대칭적으로 분포한다는 것이 밝혀져 베게너의 대륙이동설은 또 다시
승리를 하게되었습니다.
많은 연구 결과 다음과 같은 중요한 사실들이 밝혀졌습니다.
1) 중앙 해령에서 멀어질수록 해저의 연령이 증가한다.
2) 중앙 해령에서 멀어질수록 해양 지각의 온도가 낮아진다.(지각열류량 감소)
3) 중앙해령에서 멀어질수록 퇴적물의 두께가 두꺼워진다.
이 모든 현상들은 해저가 확장하고 있다는 사실을 잘 말해줍니다.
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대서양 중앙해령에서 양 쪽으로 팽창이 일어나 대서양은 점점 넓어집니다. |
1962년 미국의 지질학자 헤스는 해령에 대한 연구 결과를 바탕으로 해저확장설을 발표하였죠.
뜨거운 맨틀물질이 상승하는 곳은 벌어져 해령이 되고 해령을 중심으로 양쪽으로 해양지각이
서서히 밀려가다가 대륙과 충돌하는 곳에서 대륙지각 아래로 해양판이 밀려 들어가 해구가
생성된다는 것이죠. 해양지각이 대륙지각 아래로 밀려 들어가는 그 비스듬한 부분이 바로
베니오프대입니다.
결국 끓는 물이 올라왔다가 대류하며 내려가듯이 뜨거운 맨틀 물질이 솟아올라왔다가(해령)
내려가는(해령, 베니오프대) 대류운동을 계속한다는 것입니다. 따라서 대륙이동의 원동력은
맨틀의 대류라고 설명했죠. 베게너가 설명 못했던 그 힘을 맨틀의 대류로 생각한 것이죠.
오늘날 대부분의 학자들도 역시 맨틀대류를 기정사실로 받아들이고 있습니다.
해령은 단층 때문에 여러곳이 잘라져 있습니다. 이 단층을 변환단층이라고 합니다.
이 잘려진 틈 사이에서 천발지진(얕은 곳에서 발생한 지진)이 많이 발생합니다.
해령을 중심으로 해저가 확장되므로 해양판이 반대로 어긋나는 부분에서
서로 반대방향으로 판이 움직이므로 비벼지는 힘 때문에 지진이 발생하는 것이죠.
그래서, 변환단층에서 발생하는 지진은 해저확장의 또 다른 증거입니다.
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지구는 여러개의 판으로 나누어져 둥둥 떠다니며 서로 충돌합니다. |
전세계적으로 많은 연구 결과 지구 표면(지각)은 여러개의 판으로 잘라져 둥둥 떠다니며
서로 충돌하기도 하고 벌어지기도 한다는 것이 밝혀졌습니다. 이 떠다니는 판을 착안한
이러한 이론을 판구조론이라고 합니다. 현재 많는 지구과학자들이 이 판구조론에 온갖 정열과
노력을 바치고 있습니다.
일본이나 미국처럼 지진이 많은 나라에서는 판구조론이 제일 중요한 연구과제입니다.
우리나라는 지진이 상대적으로 적어 관심이 작은 편입니다.
판의 두께는 약 100km 정도입니다. 이 부분을 암권(암석권)이라고 합니다.
암권 바로 아래부분은 반쯤 녹아 있는 끈적거리는 엿과 같은 상태입니다.
이 부분을 연약권이라고 합니다. 결국 연약권 위에서 암권이 슬슬 흘러다니는 것이죠.
좀 과장을 하면 물위에 여러개의 나무 판자들이 이리저리로 움직이는 것이라고
생각해도 무방합니다.
판의 경계는 다음과 같이 구별됩니다.
1) 해령 ; 판의 벌어지는 곳, 맨틀의 상승부
2) 해구 ; 해양판과 대륙판의 충돌하는 곳, 호상열도, 베니오프대가 생긴다.
3) 습곡산맥 ; 대륙판과 대륙판이 충돌하여 거대한 산맥이 만들어진다.
히말라야 , 티벳고원등이 대표적인 예이다.(인도판과 유라시아판의 충돌)
4) 변환단층 ; 두판이 서로 스치는 곳으로 판이 없어지지도 생기지도 않는다.
판의 경계는 아니지만 열점이라는 특이한 현상이 있습니다.
판아래 깊숙한 곳에 엄청 뜨거워 마그마가 가득 고인 부분이 있어요. 이 부분을 열점이라고 하는데
너무 마그마가 많아지면 그 압력으로 위로 솟아 오릅니다. 이 엄청난 힘에 의해 판의 중간 부분이
구멍이 생기고 용암이 솟아올라 화산이 되는 것입니다. 하와이가 이렇게 만들어 진 것입니다.
판이 이동함에 따라 그 위에 실린 화산도 같이 따라 가지만 판보다 깊숙한 곳에 있는 열점은
그대로 그 자리에 있습니다. 오랜 세월 후에 열점에 마그마가 가득 고이면 또 다시 분출하여
새로운 화산섬이 만들어 집니다. 이렇게 반복하다가 보면 화산섬들이 일정한 방향으로
줄지어 생겨납니다. 화와이의 여러개의 섬들이 그렇습니다. 열점 바로 위에 위치한 화산섬이
생긴지 얼마되지 않았기 대문에 가장 나이가 어리고 열점에서 멀어질수록 화산섬의 나이가
많아집니다. 섬들의 배열 방향을 보면 판의 이동방향도 알 수 있습니다.