다이나믹한 지구
예전에 '다이나믹 코리아(Dynamic Korea)' 라고 하면서 한국관광공사가 외국 티비에 한국방문을 위한 선전을 열심히 내보낸 적이 있었습니다. 요사이는 안하는 것으로 보아 모토가 바뀌었거나 사장이 바뀐 것 같습니다.
안정적인 삶을 살아가고 있는 유럽이나 뭐 이런 곳에서 우리나라를 바라보면 여러모로 그러니까 좋거나 나쁜쪽 둘 다 다이나믹한 우리나라입니다. 뭐 요사이는 다이나믹하다가 보다는 부끄러운 쪽이 강하지만서도요.
암튼, 우리나라도 나름 다이나믹하지만 우리가 살고 있는 지구도 상당히 다이나믹한 녀석입니다.
그러니까 지구는 달 처럼 죽어있는 행성이 아니라 끊임 없이 살아서 움직이는 그런 녀석이죠.
덕분에 일반 지질학 교재 중 유명한 것 중 하나가 'Dynamic Earth'이기도 합니다.
이런 맥락에서 보자면 이전에 노자가 도덕경에서 오랫동안 변함없는 자연에 비해 상대적으로 순간과 같은 인생을 언급하면서 천장지구(天長地久)라는 말을 썼었는데, 이 말은 지질학적으로 보자면 별로 맞는 말이 아닙니다.
지구는 끊임없이 움직이면서 변화합니다. 의외로 빠른 속도로 말이져.
이런 지구의 다이나믹함이 지표상에 표출되는 형태가 지구조 운동입니다.
그래서 이번 포스팅에는 이 지구조 운동에 대해 얘기하고자 합니다.
지구조운동 (Plate Tectonics)
이전 포스팅에서 지구는 여러개의 층으로 되어있다는 말을 했는데 기억나시나요?
그새 잊은 거야? -_-*
암튼 지구는 여러개의 층으로 나뉘어 있습니다 .
그 중 맨 바깥쪽이 우리가 살고 있는 지각입니다. 그리고 그 아래 맨틀이 있지요.
이 두 녀석의 관계는 마치 계란 껍질과 흰자 같습니다. 혹은 꿀위에 떠있는 크랙커 같다고도 할 수 있죠.
상대적으로 단단한 고체이고 얇은 지각이라는 녀석이 액체는 아니지만 유동성이 있는 맨틀에 둥둥 떠다니는 형상입니다.
그런데 계란과 다른 점 하나는 계란 껍질에 해당되는 지각이 여러개로 갈라져 있다는 것이죠.
바로 이렇게 말이죠.
이렇게 갈라진 조각 하나를 지판 (plate)라고 부릅니다.
각각의 지판은 (좀 더 정확히 하자면 연약권) 맨틀 (좀 더 정확히 하자면 암석권) 위를 둥둥거리면서 떠다니다가 서로 부딧히기도 하고, 멀어지기도 하고, 스쳐지나가기도 합니다.
아래 그림을 보시면 계란 대신 오레오 쿠키로 이 현상을 설명한 것이죠.
그러니까 여기서 쿠키는 지각, 크림은 맨틀이 되겠습니다.
a)는 지각들이 서로 멀어질 때
b)는 서로 만날 때
c)는 서로 비껴갈 때를 보여줍니다.
여기서 눈치가 빠른 분들은 '앗!' 하셨을 수도 있습니다.
그러니까 바로 앞에 포스팅에서 암석의 변형을 일으키는 세가지 힘과 지판의 상대적인 움직임이 동일하다는 것을 말지요. 뭐 아님 말고요.
단면으로 보면 대충 아래와 같은 느낌입니다.
그리고 이걸 멋지게 그러니까 과학적으로 표현한 그림이 아래와 같습니다.
그러니까 지구의 표면은 둥둥 떠다니면서 서로 부딧히고, 멀어지고, 비껴가는 우리의 삶과 같은 행태를 보여주는데 말이죠. 삶이 그렇듯이 이런 일들이 일어나는 곳에는 사건들이 생기기 마련입니다.
이제부터 이런 사건들을 살펴볼텐데 그 전에 일단 아래 사진부터 보시죠.
두 녀석 다 같은 고양이임에는 틀림이 없습니다만, 차이가 있습니다.
네네, 바로 무게가 다른 것입니다.
무거운 녀석은 바로 해양지각(oceanic crust) 그너니까 지구의 바다 밑에 있는 지각들이죠,
가벼운 녀석은 대륙지각(continental crust) 그러니까 육지에 있는 지각들입니다.
두 녀석은 성분이 달라서 무게가 다르다고 합니다. 성분의 차이는.... 꼭 알고 싶으시다면 각자 찾아보세요. -_-;;;;;
지판의 충돌 (Convergent Plate Boundary)
둥둥 떠다니던 지판이 어느 날 서로 만납니다.
그런데 만난다는 표현보다 충돌이라는 표현을 사용하는 것으로 보아 지판들이 만나면 뭔가 사건이 생기는 것을 짐작할 수 있습니다. 네네, 인생은 드라마인 것이죠.
지판의 충돌은 세 가지 경우가 있습니다. 위의 고양이들을 떠올려주세요.
1) 대륙지각과 대륙지각의 만남
2) 해양지각과 해양지각의 만남
3) 대륙지각과 해양지각의 만남
뭐 이렇게 됩니다.
일단 대륙지각과 대륙지각이 만나면,
상대적으로 가볍지만 서로 무게가 같은 녀석들이 만나는 것이기 때문에 아래처럼 됩니다.
네, 그렇죠 서로 같은 녀석들이 만나서 밀어대니까 산맥을 형성합니다.
대표적인 예가 바로 우리가 잘 알고 있는 히말라야 산맥이죠.
히말라야 산맥은 인도판과 유라시아판이 만나서 만든 결과물입니다. 이 두 녀석 다 대륙지각들입니다.
그럼 해양지각들끼리 만나면 어떻게 될까요?
아래 그림을 보시져.
그러니까 산을 만들기는 하는데 해양지각은 상대적으로 무거워서 올라가기 보다는 아래로 기어내려가려고 합니다.
덕분에 고온의 지하에서 지각이 녹아 산은 산인데 화산을 만듭니다.
또한 대규모의 산맥을 만들지 않는 경향이 있습니다.
그럼 서로 다른 성격을 가진 대륙과 해양 지각이 만나면 어떻게 될까요?
예상한대로 무거운 성격의 해양지각이 대륙지각 아래로 들어갑니다.
이렇게 해양지각이 대륙지각으로 섭입(subduction)을 하면서 경계부에는 산맥 혹은 island arc를 만들게 되고,
아래로 내려가면서 해양지각이 녹게되고 이것이 위로 올라와 화산들을 만듭니다.
앗, 이 장면 어디서 본 것 같나요?
네, 바로 일본이 이런식으로 만들어졌습니다. 덕분에 얘네들이 화산과 온천이 발달한 것이죠.
어떤 분들이 이런 얘기를 하면서 일본이 땅속으로 들어갈 것이라고 하던데,
대륙지각인 일본이 땅속으로 들어가는 것은 어려울 것 같습니다.
해양지각이 대륙지각으로 섭입하는 곳을 섭입대(subduction zone)이라고 부르는데, 섭입이 오래 지속되면 어느 순간 섭입이 멈추고 뒤쪽 그러니까 해양지각쪽에 새로운 섭입대가 형성되는 경향이 있기 때문입니다.
아, 그러고보니 일본엘 한 번도 못가봤네요.
지판의 이별 (Divergent Plate Boundary)
이별이 없이 드라마가 쓰여지지 않는 것 처럼, 지판들도 이별을 합니다.
그렇지만 이별이라기 보다는 좀 더 정확하게 말하자면 새로운 지판의 탄생이라는 편이 좋을 것 같습니다.
이별과 동시에 찾아온 새 생명이라니... 뭔가 막장 드라마가 떠오르는 건 왜일까요?
자자, 다시 지질 이야기로 돌아와서 지판의 이별을 가져오는 새 생명의 탄생을 (엉?) 살펴봅시다.
일단 아래쪽 연약권에 있는 뜨거운 물질이 상승을 하기 시작합니다.
대륙지각이 얇아지기 시작하면서 슬슬 떨어지기 시작을 합니다. 이별의 시작이져.
현재 동아프리카에 가면 이런 상황이 연출되고 있습니다.
이런 이별이 점점 진행되면 연약권이 지표에 다다르게 되고 대륙지각의 이별은 더 심화됩니다.
앞선 포스팅에서 살펴본 홍해가 바로 이 상태입니다.
위의 상태가 더 지속되면 이제 중앙해령이 형성되고 여기로부터 나온 물질들이 해양지각을 형성합니다.
대륙지각은 이제 완전히 헤어져서 바다를 사이에 두고 있는 상황입니다.
대서양이 이런 상태져.
계속 중앙해령으로부터 해양지각이 만들어지고 이렇게 만들어진 해양지각이 대륙지각을 만나면
해양지각은 대륙지각 밑으로 들어가기까지 합니다. 현재의 환태평양 조산대가 이 상황입니다.
실제로 만남과 이별은 독립적으로 일어나지 않습니다.
지구 표면에서는 끊임없이 이별과 만남이 동시에 일어나고 있답니다. 뭐 사는 것이 다 그렇죠.
지판의 비껴감 (Transform Plate Boundary)
그럼 만남과 이별만 있을까요?
세상을 살다보면 서로 비껴지나가는 경우가 많습니다.
지판들도 이런 경우가 많은데 가장 유명한 것이 바로 미국의 산아드레아스 단층이죠
하지만 더 많은 비껴감은 실제로 해양지각이 형성되는 중앙해령(Mid Ocean Ridge)에서 일어납니다.
일단 아래 사진은 NOAA에서 빌려온 것인데 태평양과 대서양의 가운데를 보시면 뭔가 하늘색의 긴 형태가 보입니다.
이 곳이 바로 중앙해령이죠.
중앙해령들을 보시면 아래 그림과 같은 현상을 찾을 수 있으실 겁니다.
위의 그림에서 붉은 색은 중앙해령이고, 검은 색이 서로 비껴가는 곳 (transform plate boundary)입니다.
삼차원적으로 그려보면 아래와 같습니다.
중앙해령에서 해양지각을 형성하는 속도가 상대적으로 다르기 때문이 이를 극복하기 위해 변환단층(Transform fault)이 생기고 이 단층을 따라서 지각은 서로 비껴가게 됩니다.
뭐, 이 정도 인가요?
지구의 지구조운동(pate tectonics)가 중요한 이유는 이를 통해 지각이 끊임없이 움직였고, 지각에서 일어나는 지질작용을 일으켰고 이를 통해 대륙과 해양이 현재와 같은 모양을 이루었습니다.
덕분에 지구는 생명체가 살기 좋은 곳이 되었죠.
아래 비디오를 보시면 지구가 어떻게 바뀌어 왔는지를 알 수 있습니다.
혹시 팡개아(Pangea)라고 아시나요?
예전에 남극 부근에 있었다고 생각되는 초고대륙입니다.
그러니까 지금의 대륙들이 모두 한 곳에 모여있는 형태죠.
그럼 판개아는 생물이 살기에 좋았을까요?
그렇지 않았을 겁니다. 너무나 큰 대륙이기 때문에 대부분의 대륙이 바다와 면하지 못해서 극도의 대륙성 기후로 엄청 춥거나 더웠을 겁니다.
지구조 운동으로 인해 대륙들이 찢어지고 이로 인해 생물의 다양성이 생겼답니다.
녀석들은 만남과 이별을 반복했지만 뭐, 나름 긍정적인 움직이었다고 할 수 있네요.