1. 고체 지구
1. 지각의 변동
1)대륙이동성
베게너는 대륙이동설을 주장하였습니다.
그는 과거에는 하나 였던 대륙이 시간이 지나면서 여러 대륙으로 분리되고 이동하여 현재와 같은 분포를 이루게 되었다고 주장 하였습니다.
베게너의 대륙이동의 증거
- 해안성의 유사성
- 서로 다른 대륙에서의 같은 종 생물 화석의 발견
- 지질 구조의 연속성
- 과거 빙하의 흔적
그러나 대륙이 이동하는 원동력에 관한 설명이 부족했기 때문에 당시에는 인정 받지 못했습니다.
2)맨틀 대류설
홈스는 지각 아래에 있는 맨틀이 열대류를 하고 있으며, 이힘으로 대륙이 이동한다는 맨틀 대류설을 주장 하였습니다.
그는 맨틀이 상승하는 지역에서는 맨틀이 서로 다른 반대 방행으로 이동하면서 대륙이 갈라지고, 갈라진 대륙은 맨틀이 대류하는 방향으로 움직이게 된다고 설명하였습니다.
(지구 내부 열에너지+방사성 동위원소 붕괴열->상-하부 맨틀 온도차이 증가-> 열대류 발생)
그러나 그는 이가설을 뒷받침할 수 있는 지구 내부 탐사 자료나 지질학적인 증거를 제시하지 못하였으며, 이 때문에 맨틀 대류설은 쉽게 받아 들여지지 못하였습니다.
베게너가 대륙 이동설을 제안했던 시기에는 세계적인 규모로 두 차례의 전쟁이 일어났는데, 이 전쟁 중에 잠수함과 이와 관련된 탐사 기술이 발달하였습니다.
이렇게 발단한 탐사 기술 중 대표적인 것이 초음파를 이용한 수중 탐사 기술입니다.
전쟁이 끝난 후 이기술은 해저 지형을 정밀하게 탐사하는데 이용되었으며, 이를 통해 대륙 및 지각의 운동을 설명하는데 다양한 증거가 발견 되었습니다.
3)해저 확장설
헤스와 디츠는 해저 산맥의 중심인 해령에서 고온의 맨틀 물질이 상승하여 분출하면서 새로운 해양 지각을 생성하고, 이렇게 만들어진 해양 지각이 해령을 중심으로 반대 방향으로 이동해 가면서 해저가 점차 넓어진다는 해양저 확장설을 제안하였습니다.
즉,해령에서 나타나는 열곡대는 고온의 맨틀 물질이 분출하며 해양 지각이 확장된 흔적이며, 변환 단층이 생기는 원인은 지구가 둥글기 때문에 해령의 위치에 따라 해양 지각이 확장하는 방향과 속력이 서로 다르기 때문입니다.
해저 확장설의 증거
- 해령기준으로 해령에서 멀어질수록 암석의 연령이 높아지고, 지각 열류량이 감소하고, 퇴적물 두께가 두꺼워집니다.
- 고지자기는 해령을 축으로 대칭이다
- 해령과 변환단층 베니오프대 등등이 존재
3-1)고지자기의 역전
해양 지각의 대부분은 철 성분이 풍부한 현무암질 암석으로 이루어져 있습니다.
현무암질 암석에 있는 철의 지구 자기장이 기록되는데, 이를 고지자기라고 합니다.
해양 지각의 고지자기를 분석하면 현재의 지구 자기장 방향과 나란한 정상 시기와 반대 방향인 역전 시기가 교대로 반복되어 나타납니다.
이를 지자기의 줄무늬라고 합니다.
바인과 매튜스는 해양 지각에서 나타나는 지자기의 줄무늬를 해양저 확장과 관련지어 설명하였습니다.
고지자기의 줄무늬가 해령을 기준으로 대칭적으로 나타나는 것은 해령을 기준으로 해양저가 확장되고 있다는 증거입니다.
그렇다면 해양저는 계속 확장하여 넓어지기만 하는 것일까?
지진 탐사 기술이 발달하면서 해양 지각과 대휵지각이 만나는 섭입대에서 발생한 지진의 진원 깇이는 대륙 지각 쪽으로 갈수록 깇어진다는 것이 베니오프에 의해 측정되었습니다.
이것은 해영지각이 대륙 지각 밑으로 비스듬히 들어가고 있다는 것을 알려주는 것으로, 해령에서 생선된 지각이 서서리 이동한 뒤 대륙 지각과 만나 소멸한다는 것을 설명합니다.
4)판구조론의 성립
대륙이동설은 여러가지 증거들을 통해 맨틀 대류설과 해양저 확장설로 발전하였으며, 이를 통합하여 판 구조론이라는 이론으로 정립 되었습니다.
판 구조론은 대륙 이동을 여러 판의 움직임으로 이해하고, 판이 움직이는 원동력을 맨틀대류로 설명하였습니다.
즉, 판 구조론은 지구에서 일어나는 지진과 화산 활동 및 산맥 형성등과 같은 여러 지질 현상들을 통합적으로 설명할 수 있는 하나의 이론으로 제안된 것입니다.
대륙의 분포는 판의 이동과 어떻게 관련되어 있을까?
판구조론은 지구 표면이 여러 조각으로 이루어졌다는 생각에서 시작합니다.
지구 표면을 이루는 이러한 조각들을 판이라고 하며, 지구 표면은 10여개의 크고 작은 판으로 이루어져 있습니다.
판을 이루고 있는 암석권 아래의 연약권은 고체지만 온도가 매우 높아 유동성이 있습니다.
이 떄문에 그위에 있는 암석권도 천천히 이동합니다.
대륙 지각과 해양 지각은 판 위에 놓여 있으므로 판의 이동에 따라 함께 이동하게 됩니다.
4-1)판의이동확인
암석에 기록된 고지자기는 지질 시대 동안 대륙이 이동한 정보를 제공합니다.
고지자기를 분석하면 과거 대륙의 위치가 시간에 따라 어떻게 이동했는지 알 수 있습니다.
유럽과 북아메리카에서 어느 기간 동안에 일어난 자북극의 이동 경로를 확인하면 이동한 경로가 두 갈래로 나타납니다.
이 자북극의 두 이동 경로를 합쳐 일치시켜 보면 과거에 유럽과 북아메리카 대륙이 하나로 붙어 있었다는 것을 확인 할 수 있습니다.
4-2)판의 경계
수평적으로 운동하는 두 개의 판은 서로 멀어지는 방향, 서로 가까워지는 방향, 스쳐 지나가는 방향으로 이동합니다.
이에따라 판의 경계를 각각 발산, 수령,보전 경계로 구분합니다.
판이 서로 분리되어 멀어지는 곳을 발산 경계라고 합니다.
발산 경계에서는 맨틀대류의 상승으로 판이 갈라지고, 그 틈으로 암석이 녹은 물질과 가스가 혼합되어 만들어진 마그마가 흘러나오면서 새로운 지각을 형성하므로 양쪽의 판은 점차 확장됩니다.
이곳에서 화산활동이 활발하고 천발 지진이 발생합니다.
판이 마주보면서 서로를 향해 움직이는 것을 수렴 경계라고합니다.
수렴 경계는 인접한 판의 유형에 따라 해양판끼리의 수렴, 대륙판끼리의 수렴, 해양판과 대륙판의 수렴으로 나눌 수 있습니다.
이곳에서는 판이 소멸하며 천발지진, 심발지진, 화산활동 등이 활발하게 일어납니다.
(보통 천발은 70Km이하, 중발은 70~300km, 심발은 300~700km)
두판이 서로 반대 방향으로 수평적으로 미끄러져 이동해 가는 곳을 보존 경계라고 합니다.
두판이 만나지만 서로 스쳐 지나가기 때문에 판이 생성되거나 소멸하지 않습니다.
특히 중앙 해령이 끊어져 어긋나는 곳에는 변환 단층이 형성되는데, 주로 천발 지진만 발생합니다.
대부분의 보존 경계는 해양판에 존재하지만 일부는 대륙에서도 찾을 수 있습니다.
| 발산형 경계 | 대륙+대륙 | 화산, 지진활동 o(천발) | 열곡대 | 판의 생성 |
| 해양+해양,해양+대륙 | 화산, 지진활동 o(천발) | 열곡 | 판의 생성 | |
| 수렴형 경계 | 대륙+대륙 | 지진활동 o(천발~중발) | 습곡산맥 | 판의 충돌 |
| 해양+대륙 | 화산, 지진활동 o(천발~심발) | 습곡산맥,호상열도 | 판의 소멸 | |
| 해양+해양 | 화산, 지진활동 o(천발~심발) | 호상열도 | 판의 소멸 | |
| 보존형 경계 | 상관 없음 | 지진활동 o(천발) | 변환 단층 | 판의 소멸, 생성 x |
12억년전 로디니아 형성-> 8억년전 로디니아 분리 시작->고생대말에 판게아 형성->중생대초 판게아 분리 시작->1억 8천만년전 북아메리카이 남극판에서 떨어져나가고, 인도가 아프리카에서 분리됨->1억년전 대서양 형성->6천만년전 인도와 아시아 충돌 시작, 지중해 형성중->3천만년전 히밀리야 산맥 형성
