지각 판의 구조(판연변부의 3가지 형태: 발산경계, 수령경계, 변환단층 경계)와 이동에 관하여

판의 구조

지구표면은 두께가 약 100Km인 6개의 대규모 판들과 여러개의 소규모 판들로 둘러싸여 있다. 판들은 거의 강체와 같은 성질을 갖고 있어 일정한 모습을 유지하면서 이동하고 있다. 즉 판들은 구겨지거나 접혀지기보다는 오히려 물 물위에 떠있는 단단한 합판과 같이 운동하고 있다.

변형이 심하게 일어나는곳은 판들이 만나는 가장자리인데 이로인해 판의 주변부는 변형이 활발하게 일어나는 활성대가 그리고 판의 변형이 거의 일어나지 않는 안정지역으로 구분 가능하다.

 

판연변부의 3가지 형태.

⒈ 발산경계 또는 확산경계 : 암석권이 깨어져 갈라지고 두판이 멀어지면서 새로운 암석권이 계속 생성되기 때문에 확장경계라고도 불린다.

(두개의 판이 판경계를 중심으로 밖으로 퍼져나가는 경계)

 

⒉ 수렴경계 : 두판이 마주보면서 경계를 따라 하나의 판이 다른 판 밑으로 섭입하여야만 하거나 혹은 두판이 충돌한다. 전자의 경계를 섭입대, 후자의 경계를 충동대라 한다.

 

⒊ 변환단층 경계 : 두판이 서로 반대방향으로 미그러져 이동하는 암석권내의 파쇄대로 이루어지며 판이 반대방향으로 미끄러지면서 경계면은 갈고 닳게 한다. 대부분의 지진은 변환단층경계를 따라 자주일어난다.

 

◉ 발산경계

판의 이동은 마치 컨베이어 밸트와 같아 아래에서 솟아올라 일정한거리를 이동한후 밑으로 내려가 시야에서 사라진다.

각판들은 아래에 있는 맨틀로부터 확장경계를 따라 상승하는 연속적인 벨트처럼 확장경계에서 반대방향으로 멀어진다.

확장경계는 새로운 지각이 생성될 뿐아니라 확장경계에서 암석이 멀리 이동됨에 따라 새로운 지각의 원래 뜨거웠던 암석과 그 밑에 있는 최상부의 맨틀이 냉각됨으로서 새로운 물질이 판에 더해진다.

발산경계가 해양지각내에 서 생성될때에는 해저산맥과 일치하고 우리가 맨틀내를 들어다 볼수가 없기 때문에 추측으로 알고 있다.

대류가 맨틀 깊은곳으로부터 뜨거운 암석을 상승시키고 그 결과 암석권과 연약권의 경계는 해저표면에 가까워지고 연약권은 부분적으로 녹을 정도로 뜨거워진다. 용융된 암석은 마그마이다. 해저산맥 밑의 연약권에서 생성된 마그마는 맨틀 상부까지 상승하고 냉각하여 굳게되어 새로우 해양지각을 형성한다.

 

확장경계가 대륙지각을 분리시킬때

거대한 열곡(rift)이 형성된다.

대륙지각의 두판이 서로 반대방향으로 멀어지면서 그림2.9와 같은 화산활동이 시작된다. 계속적인 판의 이동은 열곡을 넓고 깊게하여 결국에는 바닷물이 흘러들어와 길고 좁은 바다를 형성한다. ex: 홍해

실제로 대륙지각의 판들은 서로 멀어지고 새로운 해양지각은 이들을 갈라놓으며 대서양과 같은 새로운 바다가 생성된다.

2억5천 만년 전에는 대서양은 없었는데 하나의 거대한 대륙으로 뭉쳐져 있었다. 약 2억년 전에 새로운 확장경계가 거대한 대륙을 분리시켰다

아직도 우리는 이것이 왜 일어나는지 충분히 이해하지 못하지만 아마 새로운 대류가 연약권과 중간권내에서 일어났을것이다.

수렴경계

◉ 섭입대 : 확장경계부근에서 암석권은 얇으며 암석권과 연약권의 경계는 지구표면에 가까워진다(그림2.11). 상승하는 마그마가 주위 암석을 가열하기 때문에 확장경계에 가까운 암석권은 얇으며 최상부 가까이에 있는 얇은 층만이 암석권의 특징인 강성을 가질 만큼 충분히 냉각된다.

확장경계로부터 지각과 최상부맨틀의 암석이 멀어짐에 따라 냉각되고 밀도가 높아진다. 냉각 때문에 암석은 점점 두꺼워지며 암석권과 연약권의 경계는 점점 깊어진다. 확장경계에서 약1,000Km떨어진 곳에서 암석권은 일정한 두께를 유지하며 온도가 낮아 암석권은 그아래에 있는 뜨겁고 약한 연약권보다 밀도가 커서 아래로 하강하기 시작한다. 해양지각으로 덮인 오래된 암석권은 연약권은 연약권으로 하강하며 중간권으로 침강한다.

암석권이 연약권으로 하강하는 과정을 섭입(subduction)이라 하며 판이 섭입하는 가장자리를 섭입대라 한다.

◉ 충돌대 : 대륙지각은 맨틀의 가장 뜨거운 지역보다 가볍고 밀도가 낮다. 그 결과 대륙지각은 맨틀속으로 끌려 내려가기에 부력이 너무 켜 대륙크기의 지각들이 지구표면의 여러곳에 있는 암석권위를 떠있다. 대륙지각의 두판이 충돌할 때 실제로 멈춰 충돌과정은 수천만년 동안 지속한다. 이러한 충돌들은 해양지각이 충돌하는 판의 지각밑으로 섭입한후 일어날수도 있다.

섭입되는 판은 또한 대륙지각의 조각들을 운반하기 때문에 두 개의 대륙지각이 섭입대를 따라 만날 때 충돌은 필연적이다. 이러한 충돌대는 장엄한 산맥을 형성하여 알프스, 히말라야, 애팔래치아 산맥은 과거 대륙의 충돌의 결과이다. 대륙지각은 맨틀속으로 가라앉지 않기 때문에 과거판과 이동에 관한 증거는 융기속에 기록되어 있다.

◉ 변환단층 : 제3의 판 경계의 종류 즉 변환단층의 경계가 있다.

판들은 이경계를 따라 단순히 서로 다른 방향으로 스쳐 미끄러지는 이동을 한다.미끄러져 움직이는 이경계는 암석권을 수직으로 자른 커다란 수직 파쇄대이다. 지진의 위험 때문에 공공의 많은 관심이 된 변환단층의 하나는 캘리포니아에 있는 산 안드레스 단층이다.(그림2.14)

거의 남북으로 발달된 이단층은 샘프란시스코가 위치한 동족의 북아메리카 판을 단층 서쪽에 있는 태평양 판 - 이판에 로스엔젤리스가 위치함- 과 구분하고 있다.두판은 서로 갈고 스치며 이동함에 따라 로스엔젤레스는 북족으로 서서히 이동하고 샌프란시스코는 남쪽으로 이동하고 있다.

판이 이동함에 따라 고정된 단면의 양쪽에 있는 암석들은 휘게 된다.만약 고정된 단면이 깨어져 자유로워지면 암석은 순간적으로 똑바르게 된다.

 

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