#판구조론의 정립과정
대륙이동설 > 맨틀대류설 > 해양저확장설 > 판구조론
대륙이동설
대륙이동설의 등장
(1) 17세기 초, 대륙이동에 대한 의견: 남미-아프리카 해안선 유사 > 한 덩어리에 분리되어 나온 것이 아니냐
(2) 1912년 베게너의 대륙이동설
베게너의 대륙이동설
(1) 고생대 말, 판게아 형성> 2억 년 전(중생대) 분리/이동 > 현재의 수륙 분포
* 판게아: 고생대 말~중생대 초에 존재했던 하나로 뭉쳐진 대륙 덩어리(초대륙)
(2) 증거
| 해안선 모양의 유사성 |
-고지리학적 증거 -대서양을 사이에 두고 남아메리카 동해안과 아프리카 서해안의 해안선 유사 -특히 수심 500m선은 굉장히 일치 |
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| 빙하의 흔적 분포 | -고기후학적 증거 -떨어진 대륙을 하나로 모으면 빙하의 흔적이 판게아 모형의 남극을 중심으로 분포 *빙하의 흔적: 중력에 의해 빙하가 내려오며바닥을 긁은 흔적
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| 화석분포의 연속성 |
-고생물학적 증거 -여러 대륙에서 동일한 종류의 고생물 화석 * 메소사우르스: 고생대 육상 파충류 * 글로소프테리스: 고생대 육상 양치식물 |
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| 지질구조의 연속성 |
횡압력 > 산맥형성 -현재 북미(애팔레치아 산맥)와 유럽(칼레도니아 산맥)의 산맥 지질구조가 유사 |
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(3) 한계: 대륙이동의 원동력을 설명 X
맨틀대류설
맨틀대류설
(1) 1928년 홈스
(2) 방사성 원소의 붕괴열 > 맨틀의 상하부 온도차 > 맨틀 대류 > 대륙이동
-방사성 동위 원소: 원자핵이 불안정해 다른 원자핵으로 변하는(붕괴하는) 과정에서 에너지 방출
-암석권, 연약권, 부분 용융 등의 개념이 없었음
맨틀대류와 대륙의 이동
(1) 맨틀대류의 에너지원
-고온의 지구 중심부에서 맨틀로 공급되는 열
-방사성 동위 원소의 붕괴열: 일부 동위원소는 불안정해 다른 원소로 변하며(붕괴) 방사선 방출
(2) 홈스의 맨틀 대류 모형
-맨틀 물질 상승: 맨틀 물질 발산 > 대륙 분리 > 새로운 해양과 섬 형성
-맨틀 물질 하강: 지각이 맨틀 속으로 들어가고 해구와 산맥 형성
(3) 한계
-현재 맨틀대류과정과 비슷하나 맨틀대류를 확인할 수 있는 탐사 기술이 없었음
=> 탐사 가능 이후 대류 상승 부분에서는 해령, 하강 부분에서는 해구가 형성됨을 확인 => 판 구조론 정립에 중요한 역할
해양저확장설
해저지형의 탐사
(1) 배경
-20세기 중반 탐사 기술의 발전 > 해저 지형 탐사 활발
-음향 측심 기술 개발 > 해저 지형의 높낮이를 정밀하게 측정 가능
(2) 음향측심법
-방법
- 해양 탐사선에서 초음파 발사
- 해저면에서 반사되어 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정
- 초음파의 속력(물속에서 1500m/s)을 이용해 수심을 알아냄
- d = 1/2vt (수심 d, 초음파의 속력 v, 초음파의 왕복시간 t)
해저 지형
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대륙붕
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육지와 접해 있는 부분, 수심이 얕고 경사가 완만한 해저 지형
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대륙사면
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대륙붕에서 심해저 쪽으로 비교적 경사가 급한 해저 지형
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대륙대
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대륙 사면에서 심해저로 이어지는 부분에 위치, 경사가 완만
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해구
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대륙 주변부와 심해저 평원사이에 발달, 수심 6000m 이상의 좁고 긴 골짜기
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심해저평원
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대륙대나 해구와 해령 사이에 있는 수심 약 4000m의 평탄한 지형, 해저 지형의 대부분
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해산
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심해저 평원에서 해저 화산 활동에 의해 생성된 산 정상부가 편평한 해산은 평정해산(기요)
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해령
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심해저에서 2500-3000m 높이로 솟아 있는 대규모 해저 산맥, 정상부에 열곡 발달
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열곡
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V자 열곡, 해령 가운데에 발달한 골짜기
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해령, 해산, 화산섬 구분
| 해령 | 해산 | 화산섬 |
| 해령과 가까워질수록 수심이 서서이 얕아짐 | 해산주변: 평탄 해산: 수심 급격히 변화 |
해산이 물위로 노출 |
해양저확장설
(1) 1962년 헤스와 디츠, 해저 지형 특징 설명을 위해 주장
-해령: 새로운 해양지각이 생성되어 해양저가 확장
-해구: 해양 지각이 맨틀로 섭입 되어 소멸
(2) 증거
-해양지각 연령분포와 퇴적물의 두께
-고지 자기 역전 줄무늬의 대칭분포 – 바인, 매슈스
-섭입대에서 지각변동
-열곡과 변환 단층의 발견
해양지각 연령분포와 퇴적물의 두께
(1) 해령에서 멀어질수록 증가하는 것
=> 해양지각 연령, 퇴적물 두께, 퇴적물 최하층 연령, 수심
*수심이 깊어지는 이유: 해령부근 지각의 밀도가 낮아 부피가 커 부풀어있음!
(2) 해령을 기준으로 대체로 대칭
고지자기 역전 줄무늬의 대칭분포
고지자기
-암석에 남아 있는 암석 생성 당시의 지구 자기
-마그마 냉각/퇴적물 퇴적: 자성 광물은 당시 지구 자기장의 방향에 따라 배열
지자기 역전
-지구 자기장의 역전 현상, 외핵의 운동에 의해(추정)
-지자기 역전 주기 25만 년~30만 년 / 현재 정자극기, 역전 시 역자극기
고지 자기 줄무늬
-해령을 축으로 대칭으로 나타남
-해령에서 새로운 해양지각이 형성되어 양쪽으로 확장
-정자극기에 생성된 암석과 역자극기에 생성된 암석이 반복적으로 나타남
-해양저 확장 속도 ∝ 고지자기 역전 줄무늬 폭(기간이 일정하지 않아 폭이 다름)
섭입대에서 지각변동
(1) 해구에서 판의 섭입이 나타나며, 해양지각이 소멸
*해양지각의 연령: 해구에서 소멸되므로 약 1억 8천만 년 이상 된 암석이 거의 없음
(2) 섭입대를 따라 지진 발생: 해구에서 대륙 쪽으로 갈수록 진원의 깊이가 깊어짐
*베니오프대
해양판-해양판/해양판-대륙판이 만나서 생성되는 해구로부터 밀도가 큰 판이 지각(혹은 맨틀) 속으로 섭입 할 때 두 판의 경계면
(3) 해양저 확장설에서 해양 지각의 소멸을 설명하는 증거
열곡과 변환 단층의 발견
(1) 열곡: 해령 중심부, 해양저가 확장되며 해령 중심부에 생긴 V자 모양 골짜기
(2) 변환단층: 해령과 해령 사이 존재하는 단층
-해령은 끊어져 존재, 해령에서 해양 지각이 양쪽으로 확장되는 속도가 위치에 따라 달라 발생
-해저가 해령 중심으로 양쪽으로 확장한다는 증거가 됨
-해양저 확장설이 판 구조론으로 발전하는 데 큰 영향
*참고: 단열대는 판의 경계가 아님!
판구조론
판구조론
(1) 지구 표면은 여러 개의 판으로 이루어져 있고, 이들의 상대적인 운동에 의해 지진, 화산활동 등의 지각변동이 일어난다
=> 대륙이동설~해양저확장설의 이론과 증거 정리, 총체적 설명
*최근: 위치측정기술(by인공지능) 발달 > 판 경계의 위치, 이동속도 정밀 측정 가능
암석권과 연약권
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암석권(판)
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-지각+상부맨틀, 약 70~100km
-해양판: 해양지각을 포함하는 판 -대륙판: 대륙지각을 포함하는 판 -해양지각: 현무암질 암석, 약 5km, 밀도 큼 -대륙지각: 화강암질 암석, 약 35km, 밀도 작음 |
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연약권
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-암석권 아래 약 100km~400km인 부분 -맨틀물질 부분 용융 > 맨틀 대류 > 판의 움직임
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판 경계의 종류
발산형경계
-두 판이 서로 멀어지고, 맨틀대류 상승
-새로운 해양판(지각) 생성
-해령, 열곡 형성 [ex)동태평양 해령, 대서양 중앙 해령]
-천발지진, 화산활동O(현무암질) *대륙판-대륙판 발산 시; 해양판, 열곡이 생기고 바다가 만들어 질 수도 있음
수렴형경계
-두 판이 서로 가까워지고, 맨틀대류 하강
-밀도가 큰 판이 밀도가 작은 판 아래로 섭입
-해양지각이 해령에서 생성 > 시간이 흘러 해구 근처로 가면 밀도 커짐 > 섭입, 해양지각/해양판 소멸
1) 충돌대:대륙판-대륙판 수렴
-대륙판: 밀도가 작아 판의 섭입, 소멸X
-충돌; 강한 횡압력 → 습곡산맥 형성 [ex)히말라야 산맥]
-천발/중발지진, 화산활동X
*유문암질 마그마가 생기나 지각을 뚫고 나오지X
*실제로 대륙판-대륙판은 밀도가 작아 파고들어 섭입하지 않음
[대륙판-해양판의 수렴]
-해양판이 대륙판 아래로 섭입
-해구, 습곡 산맥(가끔 호상열도) 형성
-천발/중발/심발지진, 화산활동O(주로 안산암질)
[해양판-해양판의 수렴]
-밀도 큰 해양판이 작은 해양판 아래로 섭입
-해구, 호상열도 형성
-천발/중발/심발지진
-화산활동O(현무암질/안산암질)
*해구 옆에는 무조건 호상열도나 습곡산맥이 있음
-두 판 서로 어긋남
-판의 생성, 소멸 X
-변환단층 생성 [ex)산 안드레아스 단층]
-천발지진, 화산활동X
*마그마 생성 자체가 X
세계 주요 판의 경계
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