신 구조론 : Plume 구조론

신 구조론 : Plume 구조론

최근 들어 지구표면으로만 국한시킨 판구조론에서 지구 심부에 관심을 갖게되었다. 판구조론의 원동력에 대하여 부족한 자료와 추측에만 국한한 지금까지의 문제점에 이견을 제시한 것이다. 이것이 플륨 구조론(Plume tectonics)이라 불리는 신구조론이다.

 

플륨(plume)이란 무엇인가?

일반적으로 플륨(Plume) 하면 중앙 대서양 해령을 형성하는 마그마의 분출로 생각한다. 그러나, 신 판구조론에서는 그 의미나 규모를 전 지구내의 수퍼플륨(super plum)을 칭한다.

지구내부의 온도는 불균질하다. 이와 같은 온도차이로 인한 밀도의 변화에 따라서 내부의 고온 맨틀의 상승과 표층의 저온맨틀의 하강에 의하여 맨틀의 운동이 이루어진다. 즉, 뜨거운 플륨과 차가운 플륨으로 구별된다. 이 신구조론은 원동력이 지구의 표피에만 국한하는 것이 아니라 지구내부 전체에 기원이 있다는 관점이다. 지구내부의 온도분포가 지역별 온도분포를 보여준다(그림 2-25). 이에 따라서 추정한 플륨들의 모식도를 밝힐 수 가 있다.

 

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플륨의 운동

하강하는 플륨의 생성은 해양판의 섭입으로부터 시작된다. 판의 섭입에서 하강하기까지의 과정을 보면 다음과 같다.

 

1. 섭입하는 슬랩은 상하부 맨틀의 경계면인 670km 부근에서 체류하기 시작하여 체류 슬랩이 형성된다.

 

2. 시간이 지남에 따라서 체류 슬랩은 지속적으로 축적된다. 이에 따라서 중앙해령에서는 판 생성속도 및 확대속도는 점차 감소하게 된다.

 

3. 이에 따라서 체류 슬랩은 떨어져서 낙하하여 차가운 플륨이 형성된다.
이와 같은 차가운 플륨은 유라사아판 아래의 저온 이상대를 중심으로 여러 가지 형태가 있다.

 

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뜨거운 플륨의 생성

핵과 맨틀 경계부에서 9개의 플륨이 약 400km 수준에서 6개의 플륨이 생성된다.

예를 들어 이들 중 아주 큰 아프리카와 남태평양 플륨을 수퍼플륨이라 부르는데 그 모형을 간략화 하여 하나의 예로 제시하였다(그림 2-29). 이러한 플륨의 형성은 근본적으로 차가운 플륨에 기인하고 열점도 이 같은 뜨거운 플륨에 기인된다고 추정하고 있다. 차가운 플륨의 주원인인 붕락슬랩이 핵과 맨틀사이 경계면에 도달하면 이에 열적반응을 일으키고 경계면의 온도 구조가 교란되어 뜨거운 플륨의 교란을 일으켜서 이 뜨거운 플륨이 초대륙을 분리시키는 주작용을 했다고 결과적으로 이 신구조론은 기존의 판구조론이 맨틀의 대류에 의하여 지배된다는
이론에 추가적으로 지구전체가 이 운동을 좌우한다는 개념이다. 즉, 판과 핵은 플륨이 주체적인 역할을 하는데 있어서 종속적인 거동을 하는 것에 불과하다는 것이다. 이 플륨 구조론은 차가운 플륨의 일차적인 원인을 섭입에 두고 있으며 이에 따라서 중앙해령에 나타나는 발산을 수동적 상승류에 기인한다 하였다.

 

이 수퍼플륨은 지구 역사상 여러 번의 초대륙의 분열, 이동 그리고 소멸에 에너지를 소모했다고 볼 수 가 있다. 이에 따라서 초대륙의 존재를 10억년 또는 19억년 전에 존재했다고 주장하고 또는 38억년 전부터 판구조론이 있었다고 주장하는 학자도 있다.

 

여기서 중대한 의문이 생기지 않을 수가 없다.

지금까지 우리가 알고 있는 지구는 약 3억년 전부터 형성되기 시작한 판게아 대륙 분열이 시작됐다는 기본적인 개념을 바꾸어야 하는가? 이는 여러 가지 문제점을 낳게된다. 따라서, 현재는 플륨구조론을 판구조론에서 밝히지 못한 일부의 운동학적 문제를 해결하는데 하나의 방편이라 보고 앞으로, 더 많은 자료와 연구를 통해서 지구의 신비를 해석해야 할 것이다.