판 구조론이란 무엇인가?

판구조론이란?

지질학에서 지각과 맨틀, 특히 꼭대기에 있는 암층을 포함한 지구의 규산염층이 움직이는 패턴을 설명하는 모델입니다. 암석권 또는 판이라 불리는 고체 지구의 가장 많은 표면을 덮고 있는 약 100km의 고체층이 연구의 유동성과 함께 움직이며, 상대적인 운동 방향과 속도에 따라 물리적, 화학적으로 다양한 지질 현상이 나타난다는 설명입니다. 1910년경 배게너의 '대륙 이동 이론'은 보통 시작으로 여겨졌고 그 후 1950년대와 1970년대 연구 결과가 정통적인 결론으로 인식되었습니다. 이 이론은 이전의 지표에서 관찰된 다양한 지질현상과 기록이 하나의 패러다임에 의해 잘 설명되었기 때문에 현대 지질학에서 가장 중요한 이론으로 받아들여지고 있습니다.

언뜻 보기와는 달리 지질학에서 판구조론을 제대로 이해하는 사람은 드뭅니다. 지질학을 전공하더라도 제대로 이해하기에는 매우 어려움이 따릅니다. 복잡한 구조지질학, 암석학, 광물학의 모든 내용이 혼합된 이 이론 자체는 지금까지 존재해온 모든 지질학의 궁극적인 이론처럼 느껴집니다. 국내 뿐만 아니라 세계적으로도 이 평면 구조 이론에 근거하여 대륙의 진화를 이야기하는 사람은 놀랄 만큼 드뭅니다.

 

판구조론 연구의 역사

일반적으로 판 구조의 서문은 베게너의 대륙이동 이론부터 시작됩니다. 베게너가 대륙적 전이를 수용한 이유는 해저 탐사가 기술적으로 어려운 시기에 지표에서 드러난 몇 가지 간접적인 증거만을 통해 대륙 사이에 상대적인 움직이 있다는 것으로 배게너가 증명했기 때문입니다. 배게너의 설명은 그러나 상대 운동의 메커니즘을 제대로 설명하지 못하였습니다.

배게너는 대륙자체가 낮은 바위에 반대라고 생각하였습니다. 그러나 그는 주장재로 대륙을 이동시키기 위해 큰 에너지가 필요했지만 이 메커니즘을 증명하지를 못했습니다. 이는 지구 물리학적 실패로 1912년 출판된 책은 30년 동안 인정되지 않았습니다. 간접적인 증거는 상당히 많이 있지만, 이 메커니즘이 다른 방식으로 설명될 수 있는지는 항상 관심이 있었습니다.

세계 제1차 세계대전을 통해 개발된 해저탐사 기술이 새로운 국면을 만들어 주게 되었습니다. 해센이 이끄는 해저탐사 결과 해저의 모양은 그가 생각했던 것, 특히 대서양의 중심부에서 거대한 산과 계곡이 관통하는 것과는 전혀 다른 것으로 밝혀졌습니다. 곧 이것은 대서양 중앙 해양이라고 불렸는데, 이는 바다를 대표하는 암석들이 새로운 지질학적 역사와 메커니즘을 경험하고 있음을 암시합니다. 또한 암석 성분이 상당히 다르고, 지각이 매우 얇으며 동시에 주변보다 높은 고도를 가지고 있다는 것을 발견했습니다.

조만간 추가연구가 진행될 예정이며, 바다의 지질학적 배경에 대한 결과는 일련의 연구가 뒤따를 것입니다. 장기간의 누적 지진학 연구는 지진과 화산의 분포가 매우 동질적이지 않으며, 이지 진의 진원지는 새로 발견된 바다의 구조와 잘 일치한다는 것을 발견했습니다. 1962년 Hess와 Dietz는 이러한 정보를 기반으로 첫 번째 해저 확장이라는 용어를 도입했습니다. 그러나 지구 전체면적이 역사에 오래 남으려면 큰 변화가 없음으로 어딘가에서 발산과 반대가 일어나야 합니다.

헤스는 이 일련의 과정이 맨틀의 대류때문이라고 하였습니다. 또한 몰리, 메타스, 바인의 대칭 고고도 자기 탐사 결과는 대성 양 중앙 해가 단순한 산맥이 아닌 결과이며 해저 암 자체가 새롭게 생성되고 분산되어 만들어진 결과임을 사실상 확인하였습니다. 배게너의 이론은 받아들여지지 않았지만, 바다의 발견이 결정적인 이유를 알고 있는 배게너의 이론을 찾기보다는 이전에 축적되었던 야외 지질학적 근거를 살펴볼 필요가 있습니다. 20세기 초 야외 지질학은 이미 알프스 산파들이 이끌고 있던 몇몇 야외 지질학 사이트에 수년에 걸쳐 이 이론을 축척해 왔습니다. 지구가 옛날과는 다르다는 생각은 많은 사람들이었고, 그 중심에는 야외 산에 증거가 있었는데, 전형적으로 알프스 산파가 본 거대한 추력 결함이 있었습니다. 이 결함은 고장 사고가 발생하기 전의 상태보다 지각 길이가 감소되도록 보장하는 것입니다. 이것이 우리가 옛날과는 달리 색인 영역을 줄인 이유지만, 이것은 지구 과학 역사를 설명할 때 이야기하는 지향 이론이나 지구 수축 이론과 같습니다. 바다가 존재하고 새로운 판을 만드는 곳이 있다면 지구의 표면적은 수축의 이유 없이  수년 동안 유지될 수 있다는 원칙이 있습니다. 마지막으로 배게너의 생각과는 달리 지표의 움직임은 대륙적인 것이 아니라 서로 상대적으로 이동하면서 발산과 수렴을 겹치는 전체 지표라는 것이 분명해졌습니다. 1965년 같은 해에 이에 대한 심포지엄이 열렸고 지질학회는 마침내 이 새로운 패러다임을 인정했고, 이 패러다임을 판 구조이론이라 불렀습니다.