판 구조론의 정립

판 구조론이란?

지구에서 일어나는 지각변동을 설명하는 이론을 말한다.

 

판 구조론이 등장하기 전까지 여러가지 이론이 있었는데, 순서대로 살펴보면,

대륙이동설(베게너) -> 맨틀대류설(홈스) -> 해양저 확장설 / 해저 확장설(헤스와 디츠) -> 판 구조론의 순서이다. 

하나씩 알아보자.

 

1. 대륙이동설 (베게너)

대륙이동설은 독일의 기상학자 베게너가 과거 대륙이 하나로 뭉쳐진 형태인 초대륙 판게아가 존재했고, 판게아가 분리되고 이동해서 현재의 수륙분포를 이루게 되었다고 주장한 이론이다.

베게너가 제시한 대륙이동설의 증거는 총 4가지가 있다.

(1) 남아메리카 동쪽 해안선과 아프리카 서쪽 해안선의 일치

(2) 지질구조의 연속성 (북아메리카의 애팔레치아 산맥과 유럽의 칼레도니아 산맥의 일치)

(3) 화석 분포의 연속성 ( 남아메리카와 아프리카 대륙에 동일한 메소사우루스의 화석이 발견됨 / 글로소프테리스의 분포)

-> 당시 베게너가 제시한 메소사우르스 화석의 분포에 대해 과학자들은 "메소사우르스가 바다를 건너갔다", :바다 밑에 보이지 않는 육교가 존재했다." 라는 반박들을 내세우기도 했다.

(4) 고생대 말 빙하 퇴적층 분포와 빙하의 이동 흔적

-> 빙하가 있어선 안 될 곳(기온이 따뜻한 곳)에서 빙하의 흔적을 발견

 

이러한 증거들을 제시했으나, 베게너는 대륙이동설의 원동력을 찾지못해 과학자들에게 인정받지 못했고, 대륙이동설의 원동력을 찾기위해 극지방으로 갔다가 실종되었다.

 

베게너 사망이후, 베게너의 대륙이동설의 원동력이 되는 이론이 등장했는데,

그것이 바로 홈스의 맨틀대류설이다.

 

2. 맨틀대류설

맨틀대류설은 대륙이동의 원동력은 맨틀대류이며, 맨틀대류 상승부에서는 대륙지각이 분리되면서 새로운 해양이 생성되고, 하강부에서는 산맥과 해구가 생성된다는 이론이다.

맨틀 대류의 원리

 

다음 이론은 해양저 확장설 이지만, 해양저 확장설이 나오게 된 배경을 잠깐 보고 가자.

 

+) 음향 측심법과 해저지형

음향 측심법은 해수면에서 발사한 초음파가 해저면에 반사되어 되돌아 오는데 걸린 시간을 이용해 수심을 구하는 법이다.

음향 측심법 공식

수심(d) = 속도(v)x시간(t) / 2

 

해저지형 = 음향 측심법으로 알아낸 바다 속의 지형 구조

해령의 구조

-> 볼록 튀어나온 두 부분을 해령, 그 사이 움푹 파인 골짜기 부분을 열곡이라고 한다.

해구

-> 지형 사이에 움푹 파여 파고들어가는 부분을 해구라고 한다.

대륙붕, 대륙사면, 대륙대

-> 육지에서 바다로 들어가면서 수심이 얕고 완만한 부분을 대륙붕이라고 하고, 경사면을 대륙사면, 대륙사면의 끝부분을 대륙대라고 한다.

 

이러한 음향 측심법으로 헤스와 디츠의 해양저확장설(해저확장설)이 등장하게된다.

 

3. 해양저 확장설(헤스와 디츠)

해양저 확장설은 맨틀 대류의 상승부인 해령에서 새로운 해양 지각이 생성되고, 해령을 중심으로 확장되며, 해구에서는 오래된 해양지각이 맨틀 속으로 섭입하여 소멸된다는 이론이다.

 

해양저 확장설의 증거 4가지를 알아보자.

 

(1) 해양지각의 연령분포와 심해 퇴적물의 두께

-> 해령에서 멀어질수록 지각의 연령, 퇴적물의 두께가 증가하고, 수심 또한 증가한다는 것이다.

해양지각의 연령분포와 심해 퇴적물 두께가 증가하는 원리

(2) 고지자기 줄무늬가 해령을 축으로 대칭

-> 고지자기란, 지구의 자기장이 광물속에 정보로 남아있는것을 말한다.

-> 지구자기장 방향은 정자극기, 역자극기를 반복한다.

-> 해령에서 마그마가 굳어 새로운 지각이 만들어질때, 자성광물은 당시 지구 자기장 방향으로 자화된다.

-> 현재와 같이 자기장이 남쪽에서 나와 북쪽으로 들어가는것을 정자극기, 반대로 북쪽에서 나와 남쪽으로 들어가는 것을 역자극기라고 한다.

고지자기 줄무늬와 대칭성

 

(3) 베니오프대의 발견

-> 해구에서 멀어질수록 진원의 깊이가 깊어짐으로써, 판 아래로 섭입하는대인 베니오프대가 발견된다.

베니오프대

(4) 변환단층의 발견

-> 해령에서 해양지각이 생성되고, 확장됨으로써 해령이 어긋난곳에 천발지진(약한지진)이 발생하는 변환단층이 생성된다.

변환단층(초록부분)

이러한 순서의 여러 이론들에 의해서 최종적으로 판 구조론이 등장하게 된 것이다.

4. 판구조론(최종)

-> 지구표면은 여러개의 판으로 이루어져 있으며, 판들이 이동하며 지각변동이 일어난다는 이론이다.

판 구조론

 

판 구조론 영상보기(출처:양은혜지구과학)