지구과학 ① 3-6. 판의 이동, 판구조론(수렴경계, 발산경계, 보존경계)

▎지구과학 ① 3-6. 판의 이동, 판구조론(수렴경계, 발산경계, 보존경계)

 

◈ 변동대와 판의 운동, 지질구조

 

1. 판의 이동과 지각의 변동

① 대륙 이동설
ⓐ 1912년에 베게너(Alfred Wegener : 1880~1930)는 대륙 이동설을 발표하였다. 대륙이 하나로 모아진 원시 대륙(판게아)이 분리되면서 이동하여 현재와 같은 분포를 이루었다는 것이다.
ⓑ 대륙이동의 증거
▖ 두 대륙의 해안선의 굴곡이 유사하다.
▖ 두 대륙에 분포하는 고생물 화석이 유사하다.  (예) *글로소프테리스 화석
▖ 대서양을 사이에 두고 양 대륙의 산맥이 연결되어 있으며, 양 대륙의 암석이 같다.

 

‣ 글로소프테리스 화석 : 고생대 페름기와 중생대 트라이아스기에 살았던 양치식물 화석의 하나. 작은 가지 위에 주걱 모양의 잎이 둘러 나 있고, 잎에는 중앙 맥과 그물 모양의 측 맥이 있다.

 

 

② 맨틀 대류설
ⓐ 맨틀의 대류 : 지각 아래에 있는 맨틀은 상하부의 온도차가 충분해지면 느리게 대류하게 된다.
ⓑ 맨틀 대류는 암석권 아래에서부터 깊이 400Km까지의 연약권에서 일어나는 것으로 알려져 있다.
ⓒ 맨틀 대류는 대륙 지각을 이동시킬 수 있는 원동력으로 여겨지고 있다.

 

③ 해저 확장설
ⓐ 해저 확장설 : 1960년대 초 미국의 디츠(Diets, R.S.)와 헤스(Harry Hess)는 해령에서 새로운 해양 지각이 계속 생성되어 양쪽으로 이동하다가 해구에 이르러 침강하여 다시 지구 내부로 소멸한다는 해저 확장설을 제안하였다.
ⓑ 해저확장의 증거
▖ 해양 지각의 나이
해령으로부터 멀어짐에 따라 나이가 점점 오래되었다.

▖ 변환단층
해령에서 지구 내부 물질이 밀려 올라와 양쪽으로 퍼져 갈 때 속도 차이로 해령이 어긋나 변환 단층이 생긴다.
▖ 지구 자기 줄무늬의 대칭
지구 자기 역전의 줄무늬가 해령을 축으로 대칭적으로 나타나는 사실로부터 해령에서는 맨틀 물질이 상승하여 새로운 해양 지각을 형성한다는 것을 알 수 있다.

 

 

2. 판 구조론
① 판 구조론
지구의 표면은 여러 개의 판으로 구성되어 있으며, 맨틀 대류에 의한 판들의 상대적인 이동 및 상호 작용으로 화산이 분출하거나 지진이 발생하는 지각 변동이 일어난다고 한다.

 

② 판의 구조
ⓐ 판 : 지하 70~100Km까지는 비교적 단단한 물질로 이루어져 있다. 이 부분을 암석권이라고 하며, 이 암석권의 조각을 판이라고 한다.
▖ 판은 해양 지각을 포함하는 해양판과 대륙 지각을 포함하는 대륙판으로 나뉘는데, 해양판이 대륙판보다 밀도가 커서 무겁다.

ⓑ 연약권 : 암석권 아래의 지하 약 400Km 깊이에서는 맨틀 물질이 부분적으로 용융 상태로 존재하는데 이곳을 연약권이라고 한다. 연약권의 맨틀이 대류하면서 연약권 위의 판이 이동함에 따라 여러 가지 지질 현상이 나타난다. 

 

 

 

     

③ 판의 경계
지각 변동이 일어나는 곳은 대부분 판과 판의 경계부분이다. 이들 판의 경계에서는 판의 이동을 보여주는 여러 가지 지질 현상이 나타난다. 판의 경계는 판의 상대적인 운동에 따라 수렴형 경계, 발산형 경계, 보존형 경계로 구분한다.
ⓐ 수렴형 경계 : 두 판이 충돌하는 곳으로 판의 종류에 따라 두 경우가 있다.
▖ 대륙판과 대륙판이 충돌하는 경우 : 인도 판이 북상하여 유라시아 판과 충돌하면서 히말라야 산맥이 형성되는 것과 같이 대륙판과 대륙판이 충돌하면 습곡 산맥이 형성된다.
▖ 대륙판과 해양판이 충돌하는 경우 : 해양판이 해구에서 대륙판 아래로 섭입하므로 대륙판 쪽으로 갈수록 진원의 깊이가 깊어지는 지진대가 형성되는데, 이를 베니오프대라고 한다. 또, 섭입대에서 발생한 마그마가 지표로 분출하면서 화산대가 형성된다.

 

ⓑ 발산형 경계 : 두 판이 멀어지는 경계로 맨틀의 대류로 물질이 상승화면서 새로운 지각이 생성되고, 화산 활동과 천발 지진이 일어난다. 동태평양 해령, 대서양 중앙 해령, 동아프리카 열곡대 등이 있다.
ⓒ 보존형 경계 : 두 판이 서로 어긋나면서 이동하는 곳으로 이 경우에는 변환 단층이 만들어지며 두 판의 마찰로 천발 지진이 일어난다. 이곳에서는 판이 생성되지도 소멸하지도 않는다.

 

 

 

 

조산대와 판의 경계

 

다음 그림은 조산대와 판의 경계를 나타낸 것이다.

 

 

㉠ 조산대는 주로 대륙의 중앙에 분포하지만 최근의 조산대는 주로 대륙과 해양의 경계에 위치한다.
㉡ 조산대의 위치는 대체로 판의 경계와 일치한다.
㉢ 태평양 주변은 판이 수렴하는 경계로 판이 충돌하면서 해구와 습곡 산맥이 형성되기 때문이다.
[결론]
조산대에서는 화산대나 지진대와 마찬가지로 지각 변동이 활발하며, 대체로 판의 경계와 일치한다.

 

④ 판의 운동과 조산 운동
두 판이 충돌하는 곳에서는 횡압력에 의해서 두 판 사이에 형성된 퇴적층이 솟아오르고 판의 충돌로 생긴 마찰열에 의해 생긴 마그마가 관입하면서 화산 활동 및 변성작용을 일으켜 습곡 산맥이 형성된다.

 

 

ⓐ 습곡 산맥에서는 수천m에 이르는 두꺼운 퇴적암층과 횡와 습곡, 오버스러스트 등을 볼 수 있다.

ⓑ 두꺼운 퇴적암층은 퇴적물이 쌓이면서 침강하는 대규모의 퇴적 분지에 쌓이며, 퇴적 분지는 대륙과 접해 있는 대륙붕이나 대륙대에 생긴다.

ⓒ 퇴적 분지에 오랫동안 두껍게 쌓인 퇴적물이 횡압력에 의해 위로 솟아오르면 커다란 습곡 산맥이 형성된다. 습곡 산맥은 지질 구조가 매우 복잡하며 산맥의 중축부의 지하에 많은 양의 화성암이 관입해 있다.

 

 

우리나아 주변의 지각 변동

다음 그림 (가)는 우리나라 주변에서 발생한 지진의 깊이에 따른 분포를 나타낸 것이고, 그림(나)는 A-B로 자른 단면에서 해양 지각이 대륙 지각 밑으로 침강할 때 나타나는 지각 변동을 나타낸 것이다.

 

 

 

 

 

㉠ 우리나라는 변동대에서 약간 떨어져 있어 지진과 화산 활동이 활발하지 않다. 그러나 이웃 나라 일본은 변동대에 속해 있고, 일본 열도 자체가 호상 열도이며 대륙판인 유라시아 판과 해양판인 태평양판이 충돌하여 해구가 발달해 있다.
㉡ 일본 열도에서는 지진과 화산 활동이 빈번하게 일어나고 지각 변동이 심하다.
㉢ 태평양판이 일본 열도 부근에서 서쪽으로 비스듬히 유라시아 판 아래로 들어가면서 베니오프지진대를 형성하기 때문에 일본 열도 부근에서 발생하는 지진의 진원 깊이는 동쪽에서 서쪽으로 갈수록 깊어진다.
[결론] 우리나라 주변은 태평양판과 유라시아 판이 충돌하여 해양판인 태평양판이 대륙판인 유라시아 판 아래로 섭입되어 소멸되는 지역이다.

 

 

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