판 이동과 마그마 활동_판 이동의 원동력

1. 판 이동의 원동력

(1) 맨틀 대류와 판의 운동

① 물리적 성질에 따른 지구 내부의 층상 구조 :

지구 내부는 물리적 성질에 따라 암석권, 연약권, 하부 맨틀, 외핵, 내핵으로 구분된다. 지각 하부에서부터 약 400km 깊이까지 의 맨틀을 상부 맨틀, 상부 맨틀 하부에서부터 약 2000km 깊이까지의 맨틀을 하부 맨틀이라고 한다.

 

② 판의 구조

• 암석권과 판 : 암석권은 지각과 상부 맨틀의 이부를 포함하는 두께 약 100km의 암석으로 이루어진 층이다. 암석권은 여러 조각으로 나뉘어져 있는데, 각각의 암석권 조각을 판이라고 한다. 판은 특징에 따라 대륙판과 해양판으로 구분된다.
• 대륙판과 해양판 : 대륙판은 지각의 대부분이 대륙 지각인 판이고 해양판은 지각의 대부분이 해양인 판이다. 대륙판은 해양판에 비해 평균 두께가 두껍고 평균 밀도가 작다.
• 연약권 : 상부 맨틀 중에서 암석권의 하부에서부터 약 400km 깊이까지는 연약권이며, 연약권은 부분 용융 상태이다.

③ 맨틀 대류와 판의 이동 :

맨틀은 고체 상태이지만 온도가 높으므로 유동성이 있고 매우 느리지만 대류가 일어난다. 맨틀 대류가 상승하는 해령에서는 새로운 해양 지각이 만들어지고 양쪽으로 확장하며 오래된 해양 지각은 해구에서 섭입되어 소멸한다. 이와 같은 과정으로 판은 맨틀 대류를 움직인다. 판은 판 자체에서 만들어지는 물리적인 힘에 의해서도 이동하는데, 섭입하는 판이 잡아당기는 힘과 중력에 의해 해령에서 밀어내는 힘이 그것이다.

• 섭입하는 판이 잡아당기는 힘 : 섭입대에서 침강하는 판은 판을 섭입대 쪽으로 잡아당긴다.
• 중력에 의해 해령에서 판을 밀어내는 힘 : 해령에서 솟아오른 해양판이 중력에 의해 해령의 사면을 따라 미끄러지면서 판을 밀어낸다. 과학자들은 이 힘은 섭입하는 판이 잡아당기는 힘에 비해 판의 이동에 크게 영향을 미치지 못하는 것으로 보고 있다.

(2) 판의 경계의 종류 :

판의 상대적 이동 방향에 따라 판의 경계를 발산형 경계, 수렴형 경계, 보존형 경계로 분류할 수 있다.

① 발산형 경계 : 새로운 해양 지각이 생성되면서 양쪽 방향으로 확장되는 경계이다. 예) 대서양 중앙 해령, 동태평양 해령

② 수렴형 경계 : 판과 판이 충돌하거나 수렴하는 경계이다. 판과 판이 가까워지면서 충동하는 충돌형 수렴형 경계와 판이 섭입하면서 소멸되는 섭입형 수렴형 경계로 구분된다. 예) 충돌형 수령형 경계 : 히말라야산맥, 섭입형 수렴형 경계 : 마리아나 해구, 일본 해구

③ 보존형 경계 : 판이 수평으로 미끄러지면서 어긋나는 경계로, 변환 단층 경계라고도 한다. 예) 산안드레아스 단층

 

 

(3) 플룸 구조론

① 판 구조론과 플룸 구조론

• 판 구조론 : 판 구조론은 판과 상부 맨틀의 상호 관계가 중심이며, 판의 경계에서의 지각 변동을 설명하기 위해 대두되었다.
• 플룸 구조론 : 플룸 구조론은 판과 맨틀 전체의 상호 관계가 중심이며, 열점에서의 화산 활동과 같이 판의 내부에서 일어나는 화산 활동을 설명하기 위해 대두되었다.

② 플룸의 종류 : 지각과 맨틀엣의 지진파 속도 분포를 나타내는 지진파 단층 촬영 영상에서 지진파의 속도가 빠른 곳은 주위보다 온도가 낮은 곳이며 지진파의 속도가 느린 곳은 주위보다 온도가 높은 곳이다. 이와 같이 지각과 맨틀의 지진파 단층 촬영 영상에서 주위보다 온도가 낮거나 높은 기둥 모양의 부분을 플룸이라고 한다.

• 차가운 플룸 : 맨틀에서 주위보다 온도가 낮은 곳으로, 밀도가 큰 물질이 하강하는 곳이다.
• 뜨거운 플룸 : 맨틀에서 주위보다 온도가 높은 곳으로, 밀도가 작은 맨틀 물질이 상승하는 곳이다.

③ 플룸의 생성 원인

• 차가운 플룸 : 차가운 플룸은 판의 섭입형 수렴형 경계에서 섭입한 판이 상부 맨틀과 하부 맨틀의 경계에 머물다가 일정량 이상이 되면 맨틀과 외핵의 경계 쪽으로 낙하하면서 생성된다. 현재 아시아 대륙의 아래에서 거대한 차가운 플룸이 하강하고 있다.
• 뜨거운 플룸 : 차가운 플룸이 맨틀과 외핵의 경계쪽으로 낙하하면 그 영향으로 맨틀과 외핵의 경계에서 뜨거운 맨틀 물질이 상승하면서 생성된다. 현재 남태평양과 아프리카 대륙 아래에서 거대한 뜨거운 플룸이 상승하고 있다.

④ 플룸과 지각 변동

• 열점 : 열점에서는 뜨거운 플룸이 상승하여 생성된 마그마가 지각을 뚫고 분출하여 화산 활동이 일어난다. 뜨거운 플룸은 맨틀과 외핵의 경계에서 상승하므로 맨틀이 대류하여 판이 이동해도 열점의 위치는 변하지 않는다. 예) 하와이 열점
• 초대륙의 분리 : 초대륙 아래에서 뜨거운 플룸이 상승하면 초대륙이 분리될 수 있다.