판구조론과 대륙 분포의 변화_판 구조론의 정립

 

1. 판 구조론의 정립

(1) 대륙 이동설의 등장

① 베게너 : 1915년 저서 [대륙과 해양의 기원]을 통해 여러 대륙들이 모여서 만든 하나의 거대 대륙인 초대륙 판게아가 고생대 말기에서 중생대 초기에 존재하였으며, 판게아는 약 2억 년 전부터 분리되어 현재와 같은 대륙 분포가 되었다고 주장하였다.

 

②베게너가 제시한 대륙 이동의 증거

• 대서양 양쪽 대륙 해안선 굴곡의 유사성 : 대서양 양쪽에 위치한 남아메리카 대륙 동쪽 해안선과 아프리카 대륙 서쪽 해안선의 굴곡이 유사하다.
• 화석 분포 : 육상 식물인 글로소프테리스 화석이 남아메리카, 아프리카, 인도, 남극 대륙 및 오스트레일리아 대륙에서 산출되며, 메소사우루스 화석이 남아메리카 대륙과 아프리카 대륙에서 산출되는 등 멀리 떨어진 대륙에서 같은 종의 화석이 산출된다.
• 고생대 말 빙하 퇴적층의 분포와 빙하 이동 흔적 : 남아메리카, 아프리카, 인도, 오스트레일리아, 남극 대륙에서 고생대 말 빙하 퇴적층과 빙하의 이동 흔적이 발견된다.
• 지질 구조의 연속성 : 북아메리카의 애팔래치아산맥과 유럽의 칼레도니아산맥의 분포가 연속성을 가지며, 대서양 양쪽 해안에서 발견되는 암석 분포와 지질 구조가 대륙들 간에 연속성을 갖는다.

③ 베게너의 대륙 이동설 쇠퇴 : 대륙 이동에 대해 제시한 여러 증거에도 불구하고 베게너는 대륙을 이동시키는 원동력을 설명하지 못해 대륙 이동설은 많은 과학자들에게 받아들여지지 않았다.

 

(2) 맨틀 대류설

①맨틀 대류설 : 1920년대 후반 베게너의 대륙 이동설에 동조했던 홈스는 지각 아래의 맨틀이 열대류를 한다고 생각하고 맨틀 대류가 대륙 이동의 원동력이라고 주장하였다. 홈스의 맨틀대류설은 1950년대에 대륙 이동설의 부활과 함께 해저 확장과 판 구조 운동의 원동력으로 주목받게 되었다.

 

② 홈스의 주장 : 홈스는 맨틀 대류의 상승부에서는 대륙 지각이 분리되면서 새로운 해양이 생성되고 맨틀 대류의 하강부에서는 산맥과 해구가 생성된다고 주장하였다.

 

(3) 해저 지형 탐사와 해저 확장설 :

음향 측심법을 이용해 알아낸 해령 등의 해저 지형 발견은 해저가 확장된다는 해저 확장설이 등장하는 데 중요한 역할을 하였다.

 

 

(4) 해저 확장설 :

1962년 헤스와 디츠는 해령과 같은 해저 지형의 특징을 설명하기 위해 해저 확장설을 주장하였다.

 

① 해저 확장설 : 맨틀 대류의 상승부인 해령에서 새로운 해양 지각이 생성되고 해령을 중심으로 확장되며, 해구에서는 오래된 해양 지각이 맨틀 속으로 섭입하여 소멸된다.

 

② 해저 확장설의 증거

• 해양 지각의 연령 분포 : 해령에서 멀어질수록 해양 지각의 연령이 증가한다.
• 심해 퇴적물의 두께  :  해령에서 멀어질수록 심해 퇴적물의 두께가 증가한다.
• 베니오프대의 발견 : 지진학자 베니오프는 쿠릴 해구에서 대륙 족으로 갈수록 진원의 깊이가 점차 깊어지는 것을 발견하였는데, 이 지진대를 베니오프대라고 한다. 베니오프대에서의 이와 같은 특징적인 지진 활동은 해구에서 오래된 해양 지각이 맨틀 속으로 섭입되어 소멸된다는 증거이다.
• 해저 고지자기 줄무릐와 해저 확장 : 해양 지각에서 해저 고지자기 줄무늬가 해령과 거의 나란하며 해령을 축으로 대칭을 이룬다. 이러한 해저 고지가기 줄무늬의 대칭적인 분포는 해령에서 새로운 해양 지각이 생성되면서 확장되고 지구 자기의 역전 현상이 반복되기 때문에 나타난다.

(5) 판 구조론의 정립

① 변환 단층의 발견 : 윌슨은 해령의 열곡과 어긋난 구간에서 천발 지진이 활발하게 발생하는 것을 발견하고, 이 구간을 변환 단층이라고 하였다. 윈슨은 변환 단층이 형성되는 이유를 맨틀 대류의 상승부인 해령에서 생성된 해양 지각이 확장될 때, 변환 단층의 양쪽에 있는 해양 지각이 반대 방향으로 이동하기 때문이라고 설명하였다.

 

② 판 구조론의 정립

• 판 구조론의 정립 : 해저 확장설이 발표된 이후 심해 퇴적물의 두께와 해양 지각의 연령 분포, 베니오프대, 해저 고기자기 줄무늬 분포, 변환 단층 등 여러 가지 현상을 통합적으로 설명하려는 연구가 이루어지면서 판 구조론이 출현하였다.
• 판 구조론 : 지구의 표면이 크고 작은 20여 개의 판으로 구성되어 있으며, 이들의 상대적인 운동에 의해 화산 활동, 지진, 마그마의 생성, 급곡 산맥의 형성 등 여러 가지 지질 현상이 일어난다는 이론이다. 판 구조론은 1960년대 말에 공식화되었으며 현재는 거의 보편적인 사실로 받아들여지고 있다.