어린이에게 지질구조판을 설명하는 방법

판 구조론은 20세기와 가장 관련 있는 과학 이론 중 하나다. 이 이론은 지구의 지각 운동과 변형 과정을 설명한다.

오늘은 어린이에게 지질구조판을 설명하는 방법을 알아보자. 지구는 생명으로 가득하고 끊임없이 변화하며 약 45억 년 정도 나이를 먹었다. 그리고 이 지구에서 일어나는 일부 변화는 수백 년이 걸리고, 또 다른 변화는 몇 초 만에도 발생할 수 있다.

산, 평원 및 화산 폭발은 지질구조판(Tectonic Plates)과 판 구조론(Plate tectonics)을 어린이에게 요약하여 설명해줄 때 언급할 수 있는 변화들이다.

지질구조판이란?

판 구조론은 계속적인 창조와 파괴의 과정에서 지구가 어떻게 어떻게 변화하고 그 표면과 대륙권을 재구성하는지를 설명하는 과학적 이론이다. 댄 매켄지(Dan Mackenzie)는 산과 해양의 깊이가 어떻게 형성되는지 알아내는 데 있어 핵심적인 역할을 수행한다. 이러한 발견 이후 50년이 지났지만, 새로운 기술은 지구가 어떻게 형성되었는지를 우리에게 보여줄 것이다.

지구에는 다른 가스층으로 둘러싸인 4개의 고체 및 액체층이 있다. 이 4개의 층은 지구권, 생물권, 수권 및 대기권이다. 이 글에서는 판 구조론을 더 잘 이해하기 위해 지구권의 하위 계층에 대해서 자세히 설명해 보려고 한다.

• 내권이라고도 불리는 이 지구의 핵심은 내부 고체 코어와 외부 액체 코어로 구성된다.
• 연약권은 고온 및 고압 하에서 단단한 암석으로 만들어진 하위층으로, 주조하기가 더 쉽다. 대륙권의 판은 그 안에 떠 있다.
• 맨틀은 지구상에서 가장 긴 부분이다. 이는 딱딱한 표면층과 외부 코어 사이에 있다. 그리고 상단 맨틀, 섭입대 및 하단 맨틀의 3가지로 나누어진다.
• 대륙권은 상부 맨틀과 딱딱한 표면층 사이에 있는 단단한 하위층이지만, 이들도 대륙권의 일부라고 말할 수 있다.
• 해양 및 대륙 지각은 지구의 외층이며 비교하자면 더 얇다.

지질구조판을 구성하는 부분

대륙권은 적어도 57개의 다양한 크기의 단단한 판, 15개의 큰 판 및 42개의 작은 판으로 구성된다. 이들은 운동으로 인해 서로 충돌할 때 지구의 지각을 변형시킨다. 가장 중요한 건 아프리카, 남극, 인도-호주, 유라시아, 북미 태평양 및 남미판이다.

대륙권은 어떻게 움직일까?

지질구조판을 움직이게 하는 것은 대류 전류와 중력이다. 대륙권은 연약권이라고 불리는 플라스틱층에 놓여 있다.

그래서 뜨거워지면 바위가 녹아서 판이 움직이고 밀도가 낮은 다른 물질이 위로 올라간다. 그러나 일단 온도가 낮아지면 다시 내려가게 된다. 이를 바로 대류 전류라고 한다.

즉, 판은 지구의 액체 부분을 떠다니는 연약권의 단단한 부분으로, 지진과 화산 분출이 한계에 도달하면 발생한다. 여기에는 3가지 한계가 있으며 이는 판이 이동한 이유에 따라 달라진다. 예를 들어, 단층은 분기(분리), 수렴(정렬) 또는 변환(병렬 이동)일 수 있다.

지질구조판에 의한 지각의 변화

캐나다 지질학자이자 지구 물리학자인 존 투조(John Tuzo)는 현재 판 구조론 이론의 주요 저자 중 하나다.

그의 조사는 경계 내의 평행하고 수직적인 움직임을 정당화했다. 이를 통해 우리는 판의 단층에 어떤 일이 발생하는지를 쉽게 이해할 수 있다.

역단층

지질구조판이 움직이고 정면으로 충돌할 때 이러한 현상이 발생하여 고도가 높아진다. 예를 들어, 이는 아시아와 인도의 판이 충돌했을 때 5,500만년 전 히말라야산맥이 형성된 방식이다.

이는 해양판이 대륙판 아래로 갈 때도 발생할 수 있다. 이런 일이 발생하면 딱딱한 표면층은 침입으로 알려진 과정에서 파괴된다. 그런 다음 대륙판이 올라가서 안데스산맥과 같이 바다로 산맥을 만들고 해양판이 연약권으로 녹아 화산 분화에서 용암처럼 올라간다.

분기 단층

해양 지각판이 쪼개지면 균열처럼 지구에 구멍이 생기고 표면에 마그네틱 암석이 나오며 새로운 해양 지각판이 만들어진다.

따라서 이는 대양을 연결하는 대양저가 형성되는 방식이라고 할 수 있다.

반면 두 대륙판이 갈라지면 그레이트 리프트 밸리(Great Rift Valley)와 같이 깊고 빈 곳이 생긴다. 백만 년 동안 이러한 종류의 운동은 아프리카 대륙의 동부 지역을 분할한다.

변환 단층

이 영역에서 판들은 충돌하지 않으며 움직임은 서로 평행하고 또 반대이다. 이로 인해 1960년 칠레 9.6, 2004년 인도네시아 9.3의 쓰나미와 같은 일부는 약하고 또 다른 일부는 엄청나게 심한 지진이 일어났다.

지구상에서 가장 중요한 단층 중 하나는 바로 샌 안드레아스 단층(San Andreas fault)이다.

오늘의 요약 내용이 지구의 변화에 대한 이해와 학습에 큰 도움이 되기를 바란다.