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[지질학] 판구조론

목차I.머리말II.본론판구조론 이전의 지각운동이론대륙수축설대륙이동설맨틀대류설해양확장설판구조론정립배경개념판구조론의 증거판의 구조판의 종류와 움직임판이 움직이는 원인판의 경계유형발산수렴보존판의 경계와 관련 있는 지각 운동화산대와 지진대조산대III. 맺음말Ⅰ. 머리말베게너가 우연한 기회에 세계지도를 보고 대서양이 양쪽 해안선이 일치한다는 것을 인식하게 되면서 시작된 대륙이동설은 헤스의 해저확정설을 거쳐 판구조론으로 확립되었다.이 보고서에서는 우선 판구론의 모태가 된 종래의 이론을 알아보고 판구조론에 대해서 중점적으로 알아보겠다.Ⅱ. 본론1. 판구조론 이전의 지각운동이론(1) 지구 수축설지구는 최초에 고온의 가스집합체였는데 지구가 냉각하면서 부피가 수축되어, 마치 사과가 마르면 표면에 주름이 잡히듯 지구표면에 산맥과 골짜기 같은 기복이 생겼다는 주장이다. 그러나 이 주장은 지구는 우주 공간에 흩어져 있는 우주진등이 모여 형성되었으며 이들 물질에 포함되어 있던 방사성 원소의 붕괴 때문에 온도가 점점 높아져 지구 내부가 고온으로 되었다는 저온 기원설에 밀려 그 설득력을 잃게 되었다.(2) 대륙이동설20세기초 독일의 기상학자 알프레트 베게너가 대서양 양쪽에 있는 남·북 아메리카 대륙과 아프리카 대륙의 모양이 잘 맞는데 착안하여 "원래 두 대륙은 하나가 아니었을까?"라고 추측을 하면서 대륙이 이동하여 갈라지기 전의 초대륙 '팡게아'의 존재를 주장했다.그는 이러한 자신의 생각을 뒷받침하기 위하여 수많은 여행을 통하여 증거를 수집했다.베게너가 제시한 증거들a.지형학적 증거 : 북미, 남미, 유럽 및 아프리카가 하나의 대륙으로 잘 합쳐진다.b.지질학적 증거 : 대륙을 합치면 같은 시대를 나타내는 암석들이 잘 연결된다. 즉 아프리카와 남아메리카의 중생대 퇴적층이 연속적으로 발견되는 것은 과서 한 덩어리의 대륙에서 함께 형성된 것을 의미한다.c.기후학적 증거 : 현재 적도 바로 아래에서 남반구 쪽으로 분포하는 빙하의 흔적은 현재의 대륙 위치로는 설명이 되지 않으며, 과거에는 현재의 되어 새로운 암석층이 된다. 이러한 대류 현상이 지각 변동의 원동력이 되고 있다.(4) 해저확장설대륙이동설은 1950년대 들어 고지자기를 측정하고 해석하는 과정에서 다시 등장하였다. 대서양 해저와 아프리카를 지나가는 2개의 극이동 궤도를 합치면 잘 일치하고 있다. 이는 과거 두 대륙이 한 대륙으로합쳐져 있었음을 보여주는데, 바로 대륙이동설을 뒷받침하는 결정적인 증거가 된 것이다.해저 지질 연구에 의해 해양저 산맥의 성질이 알려지면서, 디이츠(R. Dietz)와 헤스(H.Hess)는 그것을 관찰하고 정리한 해저확장설(Theory of sea-floor spreading)이라는 가설을 발표하였다. 원인은 맨틀 대류 라고 생각하였다. 따라서 디이츠와 헤스는 해저확장설을 주장하는데 홈즈가 내세운 대류설을 다시 등장시킬 수 밖에 없었으며, 이 가설로서 베게너가 실패한 대륙 이동에 필요한 에너지와 이동 기구를 설명할 수 있었다.해저확장설을 지지하는 증거는 고지자기의 측정 결과에서 얻어졌다. 헤스의 이론이 제출되자 1963년 바인(F. Vine)과 매튜(D. Mathews)는 해양저 산맥에 대한 고지자기를 측정하였는데, 그 결과 확장축을 경계로 대칭적인 자기장의 역전이 띠 모양으로 배열하는 전혀 예측치 못했던 사실을 발견하였다. 그들은 해저 확장과 고지자기의 역전이 동시에 일어난다면 지자기에 띠 모양이 생기는 것이 당연하다고 지적하였다. 즉, 계속해서 솟아 올라와 냉각, 고화되는 해저는 그 당시의 지자기의 방향으로 자화되는데 지자기의 방향 자체가 역전을 반복한다면, 고화된 암석에 기록된 자화 방향도 역전을 반복하게 되고, 결국 해저는 띠 모양으로 자화되어야만 한다고 설명하였다.이 이론은 독일의 하이르즐러(J. Heirzler)에 의해 상세한 조사를 거쳐 증명되었는데 1967년 해저에 분포하는 지자기 띠 모양의 각 부분에 대한 절대 연령을 측정해 본 결과, 해양지각은 100만년에 10∼60km (1~6 cm/yr)씩 확장된다는 사실을 밝혔다. 그는 해양지각의 확장은 열곡의 확장경계 → 현무암질 화산활동수렴경계 → 안사암질 화산활동(대륙지각의 부분용융의 결과)④열점(hot spot)의 존재고정된 위치에서 마그마를 분출하는 장소하부맨틀에서 공급 → 2층 대류설의 근거 (대표적인 예 : 하와이군도의 형성 )⑤자극(겉보기 극)의 이동⑥열류량의 변화⑦지자기 역전의 대칭성(해령을 중심으로)(4) 판의 구조지표로부터 약 100Km 정도의 암석권이며, 판의 하부에서 수 백Km 사이에는 맨틀 물질이 부분적으로 용융되어 유동성이 있고 물질의 대류가 일어난다고 추정되는 연약권이 있으며, 암석권이 이 연약권 위에 떠서 이동하면서 지진, 화산 등 여러 가지 지질 현상을 일으킨다고 보고 있다.(5) 판의 종류와 움직임대양저 산맥에서 새로 생겨나는 대양지각은 산맥의 정선에서 좌우로 갈라져 퍼져 나간다. 그러므로 대양저 산맥의 정선, 즉 열곡이 암판의 경계가 되며 이를 발산경계라고 한다. 발산경계는 대서양저산맥, 인도양저산맥, 동태평양저산맥 및 기타의 대양저산맥으로 총연장 약 6만 km의 연결된 체계를 형성한다.새로 생겨난 대양지각은 상부맨틀과 함께 이동하여 대륙암판 아래로 들어가거나 대양에 있는 도호(island arc) 아래로 들어간다. 이렇게 들어가는 경계를 수렴경계라고 한다. 수렴경계에서 대양지각을 싫은 암판이 다른 암판 아래로 비스듬히 들어가는 것을 섭입이라고 한다. 세계의 대부분의 수렴경계에서는 섭입이 일어나면서 대양저산맥에서 만들어진 대양암판을 흡수아여 이들은 맨틀로 돌려 보내고 극히 일부만을 화산 활동의 형식으로 지표에 환원시킨다. 이렇게 지구상에는 크고 작은 암판이 10여개가 있다. 중요한 암판으로는 태평양판, 인도판, 아프리카판, 유라시아판, 북아메리카판, 남아메리카판, 남극판이 있고 작은 암판으로는 필리핀판, 나즈카판, 코코스판, 카라비아판, 아라비아판이 있으며 더 작은 것으로는 이란판, 터키판, 헬렌판이있다판의 종류(6) 판이 움직이는 원인판운동의 직접적인 원인에 대해 학자들은 맨틀의 대류에 의한 것으로 추정하고 있다. 지구 내부는 아 해령을 통한 맨틀의 상승류가 너무 약하기 때문이다.이에 대한 타당성은 판의 절대속도 분포도를 보면 곧바로 알 수 있다. 즉 길다란 해구를 가진 판은 어느것도 이동속도가 다른 판 속도의 2배가량 크다는 것이다. 한편 커다란 육지를 가진 판은 대개 느린 경향이 있는데 이것은 대륙의 암석권이 해양의 암석권 보다 가벼워서 자신의 하중으로는 섭입되지 않기 때문에 해구를 만들지 않는 성질로부터 파생된 것이다. 맨틀대류 모델을 비록한 판운동의 원동력에 대한 해명은 앞으로 판구조론이 해결해야 할 가장 중요한 문제이다(7) 판의 경계 유형지구 표면은 6개의 커다란 판과 여러개의 보다 작은 판으로 이루어져 있다. 이들 판의 경계는 판과 판의 상대운동에 따라 크게 세가지 형태로 나눌수 있다. 발산경계(예: 해령), 수렴경계(예:해구) 및 보존 경계(예:변환단층)가 그것들이다.대부분의 지진은 이러한 판의 경계부에서 발생하고 있다. 한편 화산활동의 대부분도 해령과 섭입대(수렴대)에 집중되어 나타나며 판의 경계부에서 나타나는 여러 지질 현상들은 판들의 상대운동의 결과로 나타나는 것이다.1)발산경계(해령)발산경계(divergent boundary)는 해령과 같이 새로운 판이 생성되면서 양쪽 방향으로 확장해 나가는 곳으로서 확장경계라고도 한다. 대서양 중앙해령이나 동아프리카 열곡대가 그 좋은 예이다.발산경계에서는 맨틀 대류가 상승하여 마그마가 생성되므로 화산활동이 일어나고 마그마의 움직임으로 천발지진도 자주 발생한다. 발산경계는 해령과 같이 주로 해양판에 존재하지만 동아프리카 열곡대와 같이 대륙판 내부에 존재하는 경우도 있다.[대서양에서의 발산 경계] [확장되는 동아프리카 열곡]2)수렴경계 (해구)수렴경계(convergent boundary)는 두 판이 만나 충돌하거나 섭입하는 곳으로서 소멸경계라고도 한다. 마리아나 해구나 일본해구, 알프스-히말라야 산맥이 그 좋은 예이다. 수렴경계에서는 두 판이 부딪치는 과정에서 많은 지진이 발생하며 경우에 따라서는 화산폭발과 조산운동도 일어난다. 수변환단층경계(transform boundary)라고도 한다. 미국 캘리포니아의 산안드레아스 단층이 그 좋은 예이다. 보존 경계에서는 화산활동은 일어나지 않지만 두 판이 반대방향으로 어긋나므로 접촉면을 따라서 천발지진이 자주 발생한다. 대서양 중앙해령이나 동태평양 해령 중간 중간을 끊어놓고 있는 수많은 변환단층이 바로 보존경계에 해당한다(8) 판의 경계와 관련 있는 지각운동나.화산대와 지진대화산 및 지진의 분포는 거의 판과 판의 경계 지역에 나타나고 있음을 알 수 있다. 따라서 지진 및 화산 활동은 판구조론에서 판의 운동과 밀접한 관련이 있는 것으로 생각된다.환태평양 지진대는 두 판이 서로 부딪치면서 생성되었으며, 지진의 빈도가 가장 많고 진원의 깊이도 다양해서 천발 지진의 약 75%와 대부분의 중발 및 심발 지진이 이 지역에 분포한다. 알프스-히말라야 지진대는 아프리카판과 유라시아판의 충돌로 형성된 것이며 천발 지진의 약 23%가 이 지역에서 발생한다.중앙 해령 지진대는 해양판이 서로 분리되는 지역에서 발생하는데 특히 대서양과 인도양, 남극해의 중앙 부분 및 동태평양 지역에 잘 나타난다. 이들 지역에서의 지진은 다른 지진대에 비해 약하고 천발 지진만 관측된다.세계의 화산대와 지진대나.조산대일반적으로 산지를 형성하는 운동을 조산 운동이라고 하는데 과거에 조산운동이 활발했거나 현재에도 그 가능성이 큰 지역을 조산대라고 한다. 이런한 곳은 보통 화산대와 지진대가 일치하여 지각이 매우 불안정하다. 지구상의 대표적인 조산대로는 환태평양 조산대, 알프스-히말라야 조산대 등이 있다. 환태평양 조산대는 남아메리카 남단에서부터 태평양 주위를 한 바퀴 돌아 뉴질랜드까지 계속된다.안데스, 로키산맥, 알류산 열도, 일본, 필리핀 등을 포함한다. 알프스-히말라야 조산대는 아틀라스, 알프스 산맥 등의 지중해를 둘러싼 여러 산맥과 이란 고원, 히말라야 산맥, 아라칸 산맥과 말레이 반도에서 인도네시아에 이른다. 이들은 모두 판의 경계와 관련이 있다III. 맺음말직관으로 시작된 지각운동에 6

자연과학| 2003.04.19| 16페이지| 1,000원| 조회(1,464)

판구조론, 지구과학, 지구와우주, 지각운동

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