지권의 변동 - 대륙 이동설, 맨틀 대류설, 해양저 확장설, 판 구조론

대륙이동설

물리학자이자 기상학자인 베게너(Wegener. A. L., 1880~1930)는 빙하로부터 떨어져 나온 빙산이 갈라지고 충돌하는 장면을 자주 목격하였습니다. 그러던 중 거대한 빙산이 두 개로 갈라진 것처럼 대서양을 사이에 두고 멀리 떨어져 있는 남아메리카 대륙과 아프리카 대륙도 이처럼 하나로 붙어 있다가 갈라져 이동한 것이라고 생각하게 되었고, 이로부터 대륙 이동설을 주장하였습니다.

 

1915년 베게너는 『대륙과 해양의 기원』이라는 저서에서 고생대 말에는 ‘모든 대륙’을 뜻하는 판게아라는 거대한 초대륙이 존재하였고, 약 2억 년 전에 분리되고 이동하여 현재와 같은 수륙 분포가 이루어졌다고 발표하였습니다.

 

베게너는 대륙 이동설을 지지하는 증거로 여러 가지를 제시하였습니다.

 

 - 대서양을 사이에 두고 아메리카 동해안과 아프리카 서해안의 해안선이 일치한다.

 - 여러 대륙에서 동일한 종류의 고생물 화석이 발견된다.

 - 빙하의 이동 방향을 역으로 추적해 보니 빙하의 중심이 남극 근처에 모여 있었다.

 - 멀리 떨어진 북아메리카와 영국, 스칸디나비아 반도 산맥의 지질 구조가 연속적으로 나타난다.

 

하지만 베게너의 대륙 이동설은 여러 가지 증거에도 불구하고 대륙 이동의 원동력을 제대로 설명하지 못해 대다수 과학자로부터 인정받지 못하였습니다. 하지만 이후 새로 운 과학 이론과 탐사 기술의 발달에 힘입어 다시 주목받기 시작하였습니다.

 

맨틀 대류설

1928년 홈스(Holmes. A., 1890~1965)는 맨틀 내의 방사성 원소의 붕괴열과 고온의 지구 중심부에서 맨틀로 공급되는 열에 의하여 맨틀 상하부에 온도 차가 생기고, 그 결과 맨틀 내부에서 매우 느리게 열대류가 일어난다고 생각하였습니다. 이를 맨틀 대류라고 하는데, 홈스는 이러한 맨틀 대류가 대륙을 움직이게 할 수 있다고 생각하였습니다. 하지만 맨틀 대류의 증거를 제시하지 못해 그의 주장은 당시 학계에서 받아들이지 않았지만, 이후 해양저 확장설이 등장하면서 그 중요성을 인정받게 되었습니다.

 

해양저 확장설

군사적 목적에 의해 발전된 해양 탐사 기술은 제2차 세계 대전이 끝난 뒤 과학적 목적으로 이용되기 시작하였습니다. 1950년대 이후 해양 탐사가 본격적으로 진행되면서 지각에 관한 새로운 자료들이 수집되었고 많은 과학적 사실들이 밝혀졌습니다.

 

음향 측심법은 음파를 이용하여 수심을 측정하는 방법입니다. 해양 탐사선이 지나가면서 음파를 발사하면 음파는 해저에 닿아 반사하여 되돌아옵니다. 이때 걸리는 시간 차를 이용하면 해저의 깊이를 알 수 있고, 해저의 모습을 유추할 수 있습니다. 

 

음향 측심법을 이용하여 작성한 해저 지형의 모습은 육지에 가까운 대륙 주변부와 육지로부터 멀리 떨어진 심해저 지형으로 구분할 수 있습니다. 대륙 주변부는 대륙붕, 대륙 사면, 대륙대 등으로 이루어져 있고, 심해 평원은 평정해산, 화산섬과 해령을 포함하는 심해저 지형을 보입니다. 특히 대서양 한가운데에 산맥처럼 솟아올라 있는 해령을 발견한 것은 대륙 이동을 설명하는 전환점이 되었습니다.

 

1962년 헤스(Hess, H. H., 1906~1969)는 해령 주위에서 지열이 높고 멀어질수록 지열이 낮아지며, 해령 부근에는 현무암이 분포한다는 사실을 알게 되었습니다. 이로부터 지구 내부에서는 온도 차에 따라 대류가 일어나고, 해령의 갈라진 골짜기를 따라 용암이 올라온다고 생각하였습니다. 

이렇게 해저로 분출한 용암은 새로운 해양 지각을 만들고, 해양 지각은 해령의 양쪽으로 갈라져 서서히 이동하다가 해구에서 지구 내부로 침강하는데, 이러한 가설을 해양저 확장설이라고 합니다. 

 

판 구조론의 정립

베게너가 주장했던 대륙 이동설은 해저 지형도 작성과 지각 변동의 원인에 대한 연구가 활발하게 진행되면서 해양저 확장설을 거쳐 판 구조론으로 정립되었습니다.

판 구조론은 지구의 단단한 겉 부분이 크고 작은 판들로 이루어져 있고, 판들이 맨틀 대류에 의해 이동하면서 판 경계에서 지진이나 화산 활동과 같은 지각 변동이 일어난다는 이론입니다. 판 구조론의 정립으로 베게너가 주장했던 대륙 이동설도 과학적으로 설명할 수 있게 되었고, 지권의 변동을 통합적으로 이해할 수 있게 되었습니다.