판구조론

판구조론은 무엇인가요

미국지질조사국(USGS)은 지질학에서 판(plate)이 크고 단단한 암석 덩어리이고, 구조(tectonics)는 '짓다'를 뜻하는 그리스어 어근에서 왔다고 설명해요. 판구조론은 지구의 가장 바깥층이 크고 작은 열두 개 이상의 판으로 쪼개져, 더 뜨겁고 잘 움직이는 물질 위에 얹혀 서로에 대해 움직인다는 이론이에요. USGS는 이 이론이 고생물학부터 지진학까지 여러 지구과학 분야를 하나로 묶었고, 지진과 화산이 특정 지역에 몰리는 이유와 알프스, 히말라야 같은 큰 산맥이 생긴 까닭을 설명한다고 해요.

판구조론은 20세기 초반에 발전한 대륙이동설을 바탕으로 하고, 1960년대 중후반에 해저확장설이 입증된 뒤 지구과학자들에게 받아들여졌어요. 판을 만들고 지구 지각의 형태를 만드는 과정을 구조 운동(tectonics)이라고 해요.

판은 무엇 때문에 움직이나요

지구의 바깥층은 암석권과 연약권으로 나뉘어요. 위키백과는 암석권이 더 차갑고 단단하고, 연약권은 더 뜨겁고 쉽게 흐른다고 설명해요. 판은 상대적으로 단단하며 그 아래 유동성이 있는 연약권 위를 떠다니고, 맨틀 속 밀도 차이가 맨틀 대류를 일으켜요.

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판이 움직이는 힘에 대해 위키백과는 이렇게 정리해요. 해령에서 새로 생긴 해양 암석권은 식으면서 나이가 들수록 밀도가 높아지고, 오래된 암석권이 섭입대에서 깊은 맨틀로 가라앉는 것이 판 이동의 주된 원동력이에요. 이것을 슬랩 풀(판 끌림)이라고 해요. 능동적 대류나 맨틀 속 상승류, 달의 조석 견인 같은 다른 요인의 상대적 중요성은 아직 논쟁 중이에요.

USGS는 지구의 크기가 최근 6억 년 동안 크게 변하지 않았고 형성 직후인 46억 년 전부터도 거의 같았을 것이라고 설명해요. 그렇다면 지각이 새로 만들어지는 만큼 어딘가에서는 사라져야 하는데, 사라지는 곳이 수렴경계의 섭입대예요.

판은 얼마나 빠르게 움직이고 어떻게 재나요

판 이동은 속도로 재요. 위키백과는 속도가 대서양 중앙 해령에서 연 10~40mm(손톱이 자라는 속도 정도)부터 나스카판의 연 160mm(머리카락이 자라는 속도 정도)까지 다양하다고 소개하고, USGS는 대서양 중앙 해령의 평균 벌어지는 속도를 연 약 2.5cm(100만 년에 25km)로 설명해요. 사람 기준으로는 느리지만 수백만 년 쌓이면 수천 km가 돼요. 이런 해저확장이 지난 1억~2억 년 동안 대서양을 유럽, 아프리카, 아메리카 사이의 작은 물길에서 지금의 넓은 바다로 키웠어요.

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지진의 크기는 규모로 따져요. 한국지질자원연구원이 인용한 USGS 자료로는 전 세계에서 규모 8 이상의 지진이 연 1회, 규모 7 이상이 연 16회, 규모 6 이상이 연 150회 정도 발생해요.

판 경계에는 어떤 종류가 있고 서로 어떻게 다른가요

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한국지질자원연구원은 발산경계에서 인장응력이 작용해 정단층형 지진이 일어나고 규모가 대체로 작으며, 수렴경계의 섭입대에서는 해양판이 대륙암석권 아래로 밀려 들어가 깊은 해구와 활발한 화산활동이 생기고 주로 역단층형 지진이 일어난다고 설명해요. 수렴경계에서 일어나는 지진이 지구 지진의 대부분을 차지하고 큰 지진이 자주 일어나요.

USGS는 남아메리카 서쪽 페루-칠레 해구에서 나스카판이 남아메리카판 밑으로 들어가고 위의 판은 밀려 올라가 안데스 산맥이 생긴다고 설명해요. 1994년 6월 9일 볼리비아 라파스 북동쪽 약 320km, 깊이 636km에서 규모 8.3 지진이 났는데 너무 깊어서 큰 피해는 없었어요. 인도와 아시아가 약 5천만 년 전 충돌한 결과로 히말라야가 솟았고 성장의 대부분은 최근 1천만 년 동안 일어났어요.

판구조론의 증거는 무엇인가요

위키백과는 해저확장을 입증한 핵심 증거로 해령 양쪽의 지자기 역전 기록이 대칭을 이룬다는 점을 들어요. 줄무늬 간격은 해양 지각이 벌어지는 속도와 관련 있고, 해저 암석의 나이를 재면 더 분명해졌어요. 지진 토모그래피는 맨틀의 가로 방향 밀도 분포가 다양함을 보여줘서 부력에 의한 맨틀 대류를 뒷받침해요.

한국 땅은 판구조론으로 어떻게 설명되나요

한국지질자원연구원은 지구가 판으로 이뤄져 있고 지진은 주로 판경계에서 일어나는데, 한반도는 판내부 지역이라 지진 다발 지역은 아니라고 설명해요. 2016년 규모 5.8의 경주지진과 2017년 규모 5.4의 포항지진이 계기 관측 이래 큰 지진이에요. 한반도처럼 판 내부는 중대형 지진이 드물어서 기록이 중요한데, 한국이 현대 장비로 지진을 관측한 것은 40여 년뿐이라 역사 지진 문헌과 지질·단층 조사까지 함께 봐요.

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한국지질자원연구원은 지진 예측은 매우 어려워서 일본을 중심으로 많은 나라가 짧은 기간 안에 불가능하다고 본다고 설명하고, 지진조기경보기술, 대국민 교육, 내진 설계, 재해 복원력을 강조해요.

지진이 나면 어떻게 대비하고 행동해야 하나요

대한민국 정책브리핑이 소개한 행정안전부의 지진 행동요령은 단계별로 정리돼요.

판구조론을 더 이해하려면 알아 둘 말은 무엇인가요

• 대륙이동설: 알프레트 베게너가 1912년 제안한 대륙이 움직인다는 가설로, 움직이는 힘을 설명하지 못해 오랫동안 받아들여지지 않다가 판구조론의 선구로 재평가됐어요.
• 해저확장설: 해령에서 새 해양 지각이 만들어져 양쪽으로 퍼진다는 이론으로, 이 이론이 입증된 1960년대 중후반 이후 판구조론이 받아들여졌어요.
• 섭입: 한 판이 다른 판 아래로 가라앉는 일로, 섭입대에서 화산과 큰 지진이 생기고 이곳이 지각이 사라지는 자리예요.
• 슬랩 풀(판 끌림): 가라앉는 차갑고 무거운 판이 나머지 판을 끌어당기는 힘으로, 판 이동의 가장 강력한 원동력으로 꼽혀요.
• 트리플 정션: 세 판의 경계가 한 점에서 만나는 곳으로, 모이는 경계의 종류에 따라 복잡한 현상이 일어나요.
• 환태평양 조산대: 전 세계 활화산 대다수가 판 경계를 따라 있고, 태평양판 둘레의 이 지대가 가장 활동적이에요.

판구조론에 대해 흔히 하는 오해는 무엇인가요

• 대륙이 단단한 땅이라 움직이지 않는다: 대륙은 암석권의 판에 실려 움직여요. 속도는 연 수 cm예요.
• 지진은 세계 어디서나 똑같이 난다: 지진은 주로 판 경계에서 일어나고 한반도 같은 판 내부는 드물게 일어나요.
• 한국은 지진 안전지대다: 중대형 지진 가능성을 배제할 수 없다고 한국지질자원연구원이 설명해요.
• 판구조론은 판이 움직이는 이유를 다 밝혔다: 판을 추진하는 힘의 세부 사항은 지금도 잘 이해되지 않았어요.