판 구조론

안녕하세요.

제주도에서 중·고등학생을 대상으로 개인&그룹 과학수업을 하고 있는 달빛과학 입니다.

이 지도는 지난 백만년 동안 지구에서 일어난 지각 변동을 표시한 것입니다.

지구가 여러개 조각처럼 보이시죠?

이런 큰 조각들을 '판(plate)'이라고 부르고, 이 판들이 움직여서 지각 변동이 일어난다는 이론이 '판 구조론(plate tectonics)'입니다. 지난 시간 학습 자료를 복습해볼까요?

● 지구 내부 구조

● 지각 변동 이론의 역사

이번 시간에는 판 구조론에 대해 더욱 자세히 알아보도록 할게요!

*** 판 [plate, 板]

판 구조론에 대해 이야기하려면 먼저 '판'이 무엇인지 알아야겠지요.

지난 시간에 배웠던 맨틀은 다시 여러층으로 나뉘는데요, 그 윗부분을 단단한 '암석권[lithosphere]'과 그 아래 부드러운 층인 '연약권[asthenosphere]'으로 나눌 수 있습니다.

판이란 지각과 맨틀의 암석권으로 이루어진 약 100km 두께의 단단한 부분을 말합니다.

대륙판은 대륙 지각을 포함하는 판이고, 해양판은 해양 지각을 포함한 판입니다.

지난 시간에 해양 지각이 두께는 얇지만 대륙 지각보다 밀도가 높아서 무겁다고 했었죠? 해양판과 대륙판도 같은 관계입니다.

그래서 대륙판과 해양판이 서로 부딫치면 밀도가 높은 해양판이 대륙판 밑으로 들어가게 됩니다. 위 그림 처럼요.

▶ 정리

- 판: 지각 + 맨틀 윗부분

- 두께: 대륙판 > 해양판

- 밀도: 대륙판 < 해양판

*** 판의 경계

판의 경계는 크게 3가지로 구분할 수 있습니다.

수렴형 경계 / 발산형 경계 / 보존형 경계

그림과 함께 구분해보시죠.

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■ 수렴형 경계 [convergent boundary]

수렴(收斂)이라는 뜻은 '모으다'라는 뜻이 있죠.

수렴형 경계는 말 그대로 판과 판이 모여서 충돌하는 경계 입니다.

수렴형 경계는 

충돌형(대륙판 + 대륙판) / 섭입형(대륙판 + 해양판)

이렇게 두 가지 경계로 다시 나눌 수 있어요.

▶ 충돌형 경계 (대륙판 + 대륙판)

대륙판과 대륙판이 만나는 충돌형 경계에서 발달하는 지형은 대표적으로 '습곡 산맥'을 들 수 있습니다. 습곡 산맥이란 지층이 휘어지는 작용으로 만들어진 산맥인데요, 우리가 알고 있는 지형 중에는 '히말라야 산맥'이 가장 유명합니다.

지도에 표시된 부분이 히말라야 산맥인데요, 인도 판과 중국 쪽의 유라시아 판이 만나는 경계에 생긴 아주 큰 습곡 산맥입니다. 충돌형 경계에서는 맨틀 아래 뜨거운 부분을 자극하지 않기 때문에 화산 활동이 일어나지 않고 지진만 일어납니다.

▶ 섭입형 경계 (대륙판 + 해양판)

'섭입(攝入)'이란 '껴서 들어가다'라는 뜻입니다.

해양판과 대륙판이 부딫치면 밀도가 큰 해양판이 밀도가 작은 대륙판 밑으로 들어가며 소멸하게 되고 그 과정에서 마찰에 의해 암석 일부가 녹아서 마그마가 만들어지게 됩니다. 그래서 화산 활동과 지진이 함께 발생하지요.

섭입형 경계에서 나타나는 지형은 습곡 산맥도 있고, 해구, 호상 열도라는 지형도 있습니다. 하나하나 알아볼게요.

▷ 섭입형 습곡 산맥

해양판과 대륙판이 만나 형성된 습곡 산맥 중 가장 유명한 산맥은 '안데스 산맥'입니다.

지도로 보면 하얗게 표시된 산맥이 안데스 산맥입니다. 대륙판인 남아메리카 판과 해양판인 나스카 판이 충돌해서 생긴 거대한 산맥이지요.

▷ 해구 [oceanic trench, 海溝]

해구는 아주 깊은 바다에 좁고 길게 들어간 곳을 말합니다. 수심이 약 6,000m 이상일 정도로 정말 깊은 곳이죠. 해구(海溝)라는 단어에서 '구(溝)'는 '도랑'을 뜻하는 데요, '바다에 있는 깊은 도랑'이라는 뜻으로 풀이하면 적당할 것 같습니다.

▷ 호상 열도 [island arc, 弧狀列島]

호상 열도는 '호(弧) 모양(狀)으로 늘어선(列) 섬(島)'이라는 뜻입니다.

여기서 '호(弧)'란 부채꼴의 변두리 부분을 뜻합니다.

호상 열도 지형의 대표적 예는 '일본 열도'를 들 수 있습니다.

대륙판인 유라시아 판과 해양판인 태평양 판이 만나서 생성된 지형이죠.

일본 지도에 호 모양으로 표시를 해보았습니다.

지도를 보니 일본 열도의 모양이 '호 모양'이라는 것을 확인하실 수 있네요. 파란색의 태평양 판과 초록색의 유라시아 판의 경계에 해구도 보입니다 ^^

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■ 발산형 경계 [divergent boundary]

'발산(發散)'이란 '퍼져 나간다'라는 뜻입니다. 판과 판이 멀어지는 경계이고, 마그마가 솟아 오르면서 판이 생성되는 곳이죠. 해저확장설의 근거입니다.

발산형 경계에서는 화산 활동과 지진이 함께 일어납니다.

이런 발산형 경계가 바다 밑에 있으면 '해령[oceanic ridge, 海嶺]', 육지에 있으면 '열곡대[rift zone, 裂谷帶]'라고 합니다.

▶ 해령 [oceanic ridge, 海嶺]

해령(海嶺)의 '령(嶺)'은 '산맥'이라는 뜻입니다. 추풍령, 대관령 - 할 때 그 '령'이죠. 해령이란 바다에 있는 산맥 모양이라는 뜻이겠지요.

지구에 있는 여러 해령들을 표시한 지도 그림도 보여드릴게요.

▶ 열곡대 [rift zone, 裂谷帶]

열곡(裂谷)이란 '찢어진 골짜기'란 뜻입니다. 판의 이동에 의해 열곡대 사이가 점점 넓어지겠죠. 이렇게 되면 좁은 바다가 생기고, 더 발달되면 해령이 될 것입니다.

아름다운 아이슬란드 열곡대 사진을 함께 보시죠.

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■ 보존형 경계 [conservative boundary]

보존형 경계란 말 그대로 판이 만들어지거나, 없어지지 않고 보존되는 경계입니다.

해령과 해령, 열곡대와 열곡대 사이에서 만들어지는 지형입니다. 판과 판이 스쳐지나가서 지진이 일어나게 됩니다. 이렇게 만들어진 지형을 '변환단층[transform fault, 變換斷層]'이라고 해요.

그림으로 쉽게 이해해보시죠.

우리가 하늘에서 해령을 내려다본다고 생각하고 그린 그림이에요. 빨간색으로 X표시를 해둔 곳이 바로 보존형 경계, 변환단층이 생기는 곳입니다.

미국 동부에는 태평양 판과 북아메리카 판이 서로 스쳐지나가는 변환 단층이 있는데요, 바로 '산안드레야스 단층 [San Andreas Fault]'입니다.

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*** 정리하기

지구의 여러 판과 그 경계를 정리한 그림과 함께 오늘 배운 내용을 간단히 정리해보겠습니다.

특히 아래 지도를 보고 히말라야, 안데스, 일본 열도, 산안드레아스 단층의 위치도 찾아보셨으면 좋겠어요 ^^

■ 수렴형 경계

; 판과 판이 충돌하는 경계

- 충돌형 (대륙판 + 대륙판) 

; 습곡 산맥 / 화산X, 지진O

- 섭입형 (해양판 + 대륙판)

; 습곡 산맥, 해구, 호상열도 / 화산O, 지진O

■ 발산형 경계

; 판과 판이 멀어지며 새로운 판이 생성되는 경계

; 해령, 열곡대 / 화산O, 지진O

■ 보존형 경계

; 판이 생성, 소멸되지 않는 경계

; 변환 단층 / 화산X, 지진O

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판 구조론과 판의 경계의 구분, 발달 지형에 대해서 공부해보았는데요, 정말 내용이 많지요? 안타깝게도 이 부분들을 여러번 보고 암기해야 한답니다. 각 경계의 모양, 특징, 발달 지형을 구분해서 꼭 암기하시길 바랍니다.

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