판(Plates)의 분포와 특성

판(plates)의 분포와 특성

 

지구 구성물질과 크기

지각과 상부 맨틀(대륙에서 두껍고 해저에서는 얇다)은 암석권(lithosphere)이라하며 이 지역에 암석이 파괴됨으로서 일어나는 지진은 여기에 국한된다. S파의 느린 속도에 의해서 나타나는 연약한 고온의 암석대가 암석권 밑에 나타난다. 이를 연약권 (asthenosphere)이라 하며 또한 이를 저속도 층(low velocity layer)이라 칭한다.

 

암석권 내의 활동은 태평양 연안에 나타나는 화륜(fiery ring)으로 알려진 지진과 화산활동의 좁은 지역에 국한된 것으로 알려졌다. 이 같은 지구조(tectonics) 활동대는 6개의 주요한 판과 약 2배정도 적고 굳은 불활성 판들과의 상호 경계면에 해당한다. 이들 판들의 경계면 (plate boundary)는 3가지 형태로 구별될 수 있다.

 

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경계면의 종류

① 확산 경계 (divergent boundary)
새롭게 건설되는 곳이라 바꿔 말할 수 있으며 맨틀에서 물질이 상승하여 새로운 지각이 형성되는 경계로 해령 (ridge)이 대표적인 형태이다. 특히, 대서양에서 중앙 해령의 발달이 대표적이다.

 

② 수렴 경계 (convergent boundary)
파괴되는 곳으로 정의될 수도 있으며 앞서 언급한 지각이 호도 해구계 (island arc-trench system) 또는 산맥 밑으로 스며들어 소멸되는데 연약대 밑 700㎞ 깊이까지 내려간다. 섭입대 (subduction zones)라 하기도 하고 대륙 쪽으로 경사진 단층을 예측하는 지진대인 Benihoffo (Hugo Benihoff의 이름을 인용)가 특징적이다.

 

③ 변환 경계 (transform boundary)
위에 설명한 경계면이 보존되는 지역으로 판이 상호간에 옆으로 움직인다. 이는 변환단층(transform fault)이 특징적이며 해령축(ridge axis)이 어긋나기도 하며 이는 변환단층으로 어긋난 과거의 원 회전한 것을 알려주고 과거의 판운동의 속도가 아니라 방향을 결정해 준다.

 

이들 중에 3가지 경계면이 만나는 점을 3각 접합점(triple junction)이라 하는데 이에 대하여 McKenzie(1969)와 Morgan(1968)에 의해 분석되었다. 모든 판의 경계는 고정된 지리축에 대하여 움직이지만 확장(divergence)으로 형성된 새로운 지각의 양은 다른 한쪽인 수렴에 의하여 형성된 Benihoff대 밑으로 스며들어가 파괴되는 양과 균형을 이루게 된다.

 

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Plate 운동의 힘

판을 움직이게 하는 힘은 과연 무엇인가? 앞서 많은 언급 중에서 어떤 것이든 열대류(hydrothermal convection)만이 유일한 에너지 근원이다. 맨틀의 대류와 지표면 현상간의 관계가 간단하지 않다는 것이 확실하고 대류는 비교적 뜨겁고 약한 연약권 내에서 일어날 것이다. 이들 맨틀의 대류에 따라서 발생하는 몇 가지 현상은 다음과 같다. 결정원암석 내에서 일어나는 일정의 느린 포복(creep), 유동(flow)의 속도는 용융속도에 대해 실제 온도의 높은 비율과 낮은 압력차로 증가하여 만일 이 온도비가 낮거나 압력차가 크면 암석은 갈라질 것이다.

 

온도경계층(thermal boundary layers) : 상승하는 뜨거운 부분과 하강하는 찬 부분을 포함하는 일종의 열 콘베이어 벨트로서 전도되는데 내부는 중요한 역할을 하지 못하나 차가운 암권이 베니오프대 밑으로 내려감에 따라 비중이 큰 광물로 상(facies)의 변화가 일어나고 침강력을 증가하게 된다. 주위 암석으로부터 열을 받아 더워져 암석권 부분은 최종적으로 열침식(thermal erosion)을 받게 된다. 많은 화산활동이 생기는 것은 암석을 용융시키는 열은 암편이 베니오프대 (benihoff zone)를 하강함에 따라 일어나는 마찰에서 생기는 것으로 간주된다.

 

열점 (hot spot)의 존재는 해저확장의 다른 근거가 된다(하와이 섬 같은 화산열도), 동에서 서로 갈수록 점차 오래된 이 섬의 일열은 서쪽으로 확장하는 해양저에 비하여 위치가 고정된 열점(hot spot)의 폭발이라고 Morgan (1968)판(plate)을 움직이게 하는 힘은 내적(방사능)인 요인과 전단응력(shear stress)으로 일어나는 열로서 맨틀에서 대류(convection flow)의 형태를 지배하는 방법은 앞으로 분석적인 방법보다 수식에 의한 연구가 진행되어야 하며 21세기에는 보다 뚜렷한 모델이 제시되도록 모든 해양지질학자, 지구물리학자들은 노력해야 할 것이다.