본 포스팅에서는 지구 층상 구조와 판의 구조 및 이동에 대한 내용을 다루고 있습니다. 지구 내부의 층상 구조를 물리적으로 어떻게 나눌 수 있는 지 먼저 살펴보고, 판의 개념과 그 구조에 대해 알아보았습니다. 그리고 판의 이동에 큰 영향을 주는 맨틀 대류와 판이 섭입이 판의 이동 속도에 어떠한 영향을 주는 지도 알아보겠습니다.
목차
Toggle지구 내부의 층상 구조
지구는 물리적 성질에 따라 다양한 층으로 구성되어 있습니다. 지구과학1에서는 물리적 성질에 따라 지구 내부의 층상 구조를 구분합니다.
- 지구 가장 바깥쪽에는 암석권이 위치하며, 암석권은 지각과 상부 맨틀의 일부를 포함합니다.
- 암석권 아래에는 약 400km까지 연약권이 이어지고, 그 아래에는 하부 맨틀이 위치하여 약 2900km의 깊이에 이릅니다.
- 마지막으로 깊이 2900~5100km 부분은 외핵, 5100~6400km의 부분은 내핵으로 구성됩니다.
판의 구조와 분류
연약권 바로 위에 위치한 암석권은 더 작은 조각들로 나뉘어져 있으며, 이 조각들을 판이라고 부릅니다. 판은 해양판과 대륙판으로 구분되는데, 대륙판은 주로 대륙 지각으로, 해양판은 해양 지각을 포함하고 있습니다.
대륙판은 해양판보다 평균적으로 두껍고 밀도가 낮습니다. 해양판은 두께가 얇고 밀도가 큰 현무암질 암석이 주를 이루고 있기 때문입니다.
맨틀 대류의 역할
지구 내부의 맨틀은 고체이지만 높은 온도로 인해 유동성을 가지고 매우 느리게 대류 현상을 일으킵니다. 그래서 이를 부분 용융 상태라고 부르기도 합니다.
이러한 맨틀 대류는 판의 움직임에 중요한 역할을 합니다. 대류는 해령에서 상승하여 새로운 해양 지각을 생성하고, 이 지각은 양쪽으로 확장됩니다. 이 과정에서 오래된 해양 지각은 해구에서 섭입되어 소멸합니다. 이러한 맨틀 대류에 의한 움직임은 판을 지속적으로 이동시키는 주된 원동력입니다.
섭입하는 판의 역할
섭입대에서는 해양판 또는 대륙판의 일부가 다른 판 아래로 침강합니다. 이 침강하는 판은 섭입대 방향으로 판을 잡아당기는 힘을 발휘합니다. 이 힘은 판의 이동을 촉진하는 중요한 요소로 작용하며, 주로 해구 주변에서 활발히 일어나는 현상입니다. 이 잡아당기는 힘은 판의 이동 방향과 속도에 결정적인 영향을 미치는 요소 중 하나입니다.
해령에서의 밀어내는 힘
해령에서는 맨틀 대류에 의해 상승한 맨틀 물질이 해양 지각을 형성하며, 이 새로운 해양판이 중력의 작용으로 해령의 사면을 따라 밀려나면서 판을 밀어냅니다. 이 밀어내는 힘은 섭입하는 판이 발휘하는 잡아당기는 힘에 비해 상대적으로 작은 영향을 미치지만, 해양 지각의 생성과 확장에 중요한 역할을 합니다. 과학자들은 이 밀어내는 힘이 판의 이동에 덜 결정적이라고 보고 있지만, 해양판의 생성과 판의 전체적인 경향에서 반드시 알아두어야 할 요소입니다.
판의 이동 속도가 다른 이유
이처럼 맨틀 대류는 지역 적으로 다른 속도로 이루어 집니다. 다양한 요인들이 판의 이동 경향에 영향을 줍니다. 예를 들면 아래와 같습니다.
- 맨틀 대류의 강도와 패턴: 맨틀의 대류 흐름은 판을 직접적으로 밀어내거나 끌어당기는 힘의 원천입니다. 대류 흐름이 강한 지역에서는 판이 더 빠르게 이동할 수 있습니다. 예를 들어, 태평양 판 아래의 맨틀 대류는 매우 활발하여 판이 상대적으로 빠르게 이동합니다.
- 섭입대의 존재와 특성: 섭입대에서는 한 판이 다른 판 아래로 들어가면서 두 판 사이의 상호작용이 일어납니다. 섭입되는 판의 무게와 그에 따른 잡아당기는 힘이 강할수록 판의 이동 속도는 빨라집니다. 섭입되는 판의 각도와 속도도 중요한 역할을 합니다.
- 판의 구성 및 두께: 대륙판은 일반적으로 해양판보다 더 두껍고 밀도가 낮습니다. 이로 인해 대륙판은 해양판보다 이동 속도가 느릴 수 있습니다. 또한, 판의 구성 물질에 따라 유연성이 달라져 이동 속도에 차이를 만들 수 있습니다.
- 판 경계의 상호작용: 판의 경계 유형(충돌, 섭입, 해령, 변형)에 따라 이동 속도가 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 해령에서는 새로운 지각이 생성되며 판이 양쪽으로 밀려나가므로 빠른 속도로 이동합니다. 반면, 충돌 경계에서는 두 판이 서로 부딪히며 상대적으로 느린 이동을 보일 수 있습니다.
- 외부적인 지구 물리학적 조건: 판의 이동에는 지구 자체의 회전과 같은 외부적인 물리학적 조건도 영향을 미칠 수 있습니다. 지구의 회전은 특히 적도 근처 판의 이동 방향과 속도에 영향을 줄 수 있습니다.
사실 이러한 내용들을 지구과학1에서 모두 다루지는 않습니다. 고등학교 과정에서는 섭입대의 존재 여부에 대한 내용은 반드시 알아두시면 좋겠습니다. 가장 크게 영향을 주는 요인이라고 할 수 있기 때문입니다.
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