판구조론

판 구조론(plate tectonics)은 지구 암석권 판의 움직임과 상호 작용을 설명하는 과학 이론입니다. 즉, 맨틀에 떠있는 여러 개의 큰 판으로 구성된 지구의 암석권이 맨틀의 대류로 인해 움직인다는 것을 말합니다.

 

판 구조론은 탄생 이후 약 30여년간 논란과 논의의 대상이 되어오면서도 가설을 뛰어 넘어 오늘날 지구과학 전반을 지배하는 확고부동한 위치를 점하고 있습니다. 판구조론의 확립 이후, 고체지구과학은 비약적인 발전을 거듭해 왔습니다.

 

지구의 지질학적 과정과 지형의 발달에 대한 이해에 큰 기여를 하였으며 지진 및 화산 폭발과 같은 자연 재해의 발생을 설명하는데 도움이 되었습니다. 나아가 바다, 대륙 및 기후에 대한 통찰력도 제공합니다. 이러한 판구조론에 대해 좀 더 알아볼까요?

 

 

1. 판구조론

 

협의의 판구조론이란 지구표면이 수십여개의 판으로 뒤덮여 있으며, 그 판들이 거의 변형없이 대규모의 수평운동을 하고 있다고 설명합니다. 이런 주장을 기본 개념으로 하고, 주요한 지질 현상들을 주로 판들간의 상호작용 및 판의 생성, 진화라는 견지에서 총제적으로 설명하고자 하는 것이 광의의 판구조론입니다.

 

 

2. 판이란 무엇인가?

 

지구의 가장 외각부에서는 지구 표층부를 이루며 서서히 이동하는 층이 존재합니다. 지구 표층부는 딱딱한 암석권으로 덮여 있고, 그 바로 아래에는 연약권으로 불리는 연약한 층이 있습니다. 맨틀에서 연약권보다 깊은 부분을 중간권으로 부르는 경우도 있습니다. 지각과 최상부 맨틀로 이루어진 암석권은 지구 전체를 하나의 껍질로 둘러싸고 있는 것이 아니라 크고 작은 여러개로 나뉘어져 있고, 각 부분을 판이라고 부르게 된 것입니다. 현재 암석권과 판은 동의어로 혼용되고 있는데, 일반적으로는 지구 표층의 성층 구조를 생각할 때 이 부분을 암석권이라 하며, 이 층의 운동을 논할 때 판이라 일컫는 경우가 많습니다. 지진학적으로는 상부 맨틀에서 지진파의 저속도층(low velocity zone,LVZ)을 가진 연약권의 상부층을 판으로 규정합니다. 연약권에서 지진파의 전달 속도가 느리게 되는 것은 이 층의 구성 물질이 일부 부분 용융 상태에 있기 때문인 것으로 알려져 있습니다. 판구조론에서 판 혹은 암석권은 강체적이고, 탄성 변형 이외의 변형을 하지 않는 것으로 가정합니다. 두께는 평균 100km, 해양 지각을 포함하는 판을 해양판, 대륙 지각을 포함하는 판을 대륙판이라고 합니다. 해양판으로는 태평양판, 나즈카판 등이 있고, 대륙판으로는 유라시아판, 아프리카판, 남북아메리카판 등이 있습니다.

 

 

3. 판의 경계

 

지구상에 분포하는 판의 구분을 생각했을 때, 각 판이 일체화된 구면 위를 수평 운동하고 있다는 것은 판개념에서 중요합니다. 더욱이 판이 내부에서는 변형되지 않는 강체의 성질을 지니고 있기 때문에, 판과 판 사이의 상대운동은 세 가지 경우로 생각해 볼 수 있습니다. (a) 판의 서로 가까와짐, (b) 판이 서로 멀어짐, (c) 판이 서로 비스듬히 어긋남 주 어느 하나일 것 입니다. 이것이 판의 경계를 결정짓는 기본 요소입니다. 지질학적 현상의 상당 부분이 이러한 판의 경계에서 일어나며 이것이 넓은 의미로 판구조론입니다.

 

판과 판 사이의 전형적인 상대 운동에 대한 세 가지 경우를 토대로 판의 경계도 세 종류로 분류합니다. 즉, (a) 수렴 경계, (b)발산 경계, (c) 보존 경계입니다.