판구조론과 대륙 분포의 변화_지질 시대의 대륙 분포 변화

2. 지질 시대의 대륙 분포 변화

 

(1) 지구 자기장 :

지구는 내부에 막대자석이 있는 것과 같이 자기적 성질을 가지며, 지구가 가지고 있는 고유한 자기장을 지구 자기장이라고 한다. 나침반의 자침은 지구 자기장 방향으로 배열되며  나침반의 N극은 자북극을 향한다.

 

① 복각 : 나침반의 자침(지구 자기장의 방향)이 수평면과 이루는 각을 복각이라고 한다. 복각이 0º인 지점을 자남극이라고 한다.

 

② 지자기 북극 : 지구의 자전축과 북반구의 지표면이 만나는 지점을 지리상 북극이라고 한다. 이에 비해 지자기  북극은 지구 자기장을 지구 중심에 놓인 거대한 막대자석이 만드는 자기장이라고 했을 때, 막대자석의 S극 방향의 축과 지표면이 만나는 지점을 말한다. 현재 지구 자기장 자기력선의 축은 지구 자전축에 대해 조금밖에 기울어져 있지 않다.

 

(2) 고지자기와 대륙 이동

① 잔류자기

• 마그마가 식어서 굳어질 때 자성 광물이 당시의 지구 자기장 방향으로 자호된다 그 후 지구 자기장의 방향이 변해도 당시의 자성 광물의 자화 방향은 그대로 보존되는데, 이를 잔류 자기라고 한다.
• 자성 광물이 포함된 암석의 잔류 자기 방향을 측정하면 암석이 생성된 위도와 자극의 위치를 추정할 수 있다.

 

 

② 지자기 북극의 겉보기 이동 경로를 이용한 대륙 이동 복원

• 지자기 북극의 겉보기 이동 경로 : 1950년대에 유럽 대륙의 다양한 화성암에서 자성 광물의 자화 방향을 측정하였더니 과거 약 5억 년 동안 지자기 북극의 겉보기 위치가 하와이 부근부터 시베리아를 지나 현재 지자기 북극의 위치로 점차 변했다. 오랜 시간 동안 평균한 지자기 북극의 위치는 지리상 북극의 위치와 같으므로 지질 시대 동안 지리상 북극의 이동은 변하지 않았다고 가정한다면, 지질 시대 동안 이와 같은 지자기 북극의 겉보기 이동은 대륙의 이동에 의해 만들어진 것이다.
• 유럽 대륙과 북아메리카 대륙에서 측정한 지자기 북극의 겉보기 이동 경로 비교 : 유럽 대륙의 화성암과 북아메리카 대륙의 화성암에서 측정한 지자기 북극의 겉보기 이동 경로가 서로 일치하지 않고 어긋나 있다. 그러나 지질 시대 동안 지자기 북극은 하나뿐이었으므로 두 대륙이 과거에도 현재와 같은 위치에 있었다면 두 지자기 북극의 겉보기 이동 경로가 어긋나 있는 현상을 설명할 수 없다. 이ㅗ아 같은 모순을 해결하기 위해 두 지자기 북극의 겉보기 이동 경로를 겹쳐보면 과거 어느 시기에 두 대륙이 붙어 있었음을 알 수 있다.

③ 고지자기 복각을 이용한 대륙 이동 복원 : 지질 시대 동안 지리상 북극의 위치가 변하지 않았다고 가정하면 고지자기 복각의 크기는 위도와 비례한다. 따라서 고지자기 복각을 측정하면 대륙의 과거 위도를 알 수 있다. 예를 들어, 정자극기에 생성된 화성암에서 츠정한 고지자기 복각이 +40º라면 생성 당시의 위도는 약 23ºN이며, 정자극기에 생성된 화성암에서 측정한 고지자기 복각이 -40º라면 생성 당시의 위도는 약 23ºS이다.

 

(3) 대륙 분포의 변화 :

지질 시대 동안 판의 운동에 의해 대륙의 분포는 변해왔다.

① 로디니아의 형성과 분리 : 약 12억 년 전에 형성된 초대륙인 로디니아는 약 8 억 년 전부터 분리되기 시작하였다.

 

② 판게아의 형성과 분리 : 약 2억 7천만 년 전에 대륙이 다시 합쳐져 초대륙인 판게아가 형성되었다. 판게아가 형성되는 과정에서 북아메리카 대륙이 아프리카 대륙 및 유럽 대륙과 충돌하면서 애팔래치아산맥과 칼레도니아산맥이 형성되었다. 이후 판게아가 분리되고 대서양이 형성되면서 애파래치아산맥과 켈레도니아산맥은 분리되었고, 해양판이 섭입하면서 로키산맥과 안데스산맥이 형성되기 시작했다.

 

③ 히말라야산맥의 형성 : 약 1억 년 전에 인도 대륙이 오스트레일리아 대륙과 분리되었고, 이후 인도 대륙은 북쪽으로 이동하여 약 3천만 년 전에 유라시아 대륙과 충돌하여 히말라야산맥이 형성되었다.