대륙 연변부와 대륙붕

대륙연변부(Continental Margins)

암석 판은 서로 서로 수렴하거나 갈라지거나 미끄러지기를 한다. 대륙연변부(continental margin)는 이런 지체 구조적 활동에 크게 영향을 받은 대륙의 잠긴 가장자리를 말한다. 이는 판의 운동에 따라서 2가지(수동형, 능동형)로 구별한다.

 

수동형 연변부(passive margin)는 확산 판(diverging plates)의 가장자리에 마주치는 대륙연변부로서 상대적으로 지진이나 화산활동이 적게 관련된 곳이라는 의미로 수동형 연변부라 칭한다. 또한 이들은 대서양 주변에 위치하여서 대서양 형(Atlantic type)이라 칭하기도 한다.

 

능동형 연변부(active margin)는 수렴 판(converging plates)의 가장자리 근처에 위치하고 또는 해양판이 다른 판 아래로 미끄러지는 곳 주변의 대륙연변부를 능동형 연변부라 칭한다. 이 주변에는 지진 화산활동이 활발하다. 또한 이들은 태평양 주변에서 우세한 형태여서 태평양 형 (Pacific type)이라 칭하기도 한다.

능동형 연변부는 판 경계 면과 일치하지만 수렴형 연변부는 일치하지 않는다. 또한 세계적인 분포로는 수렴형은 전 세계적인 분포를 보이는 반면에 능동형은 태평양 주변에 국한되어 있음을 보여준다. 대륙연변부는 2개의 구역으로 나뉜다. 연안에 근접해있고 수심이 낮고 거의 평평한 대륙붕(continental shelf)과 해양 쪽으로 보다 경사가 큰 대륙사면(continental slope)으로 구별된다.

 

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대륙붕(continental shelf)

대륙의 수심이 낮게 바다에 잠긴 부분을 대륙붕이라 칭한다. 주변 대륙의 확장부인 대륙붕은 화강암질 대륙 지각으로 깔려있다. 이 주변은 해양보다도 육지의 지질학적 특성과 더 유사하고 퇴적암, 석유 집적지, 구릉과 계곡 등으로 구성되어 있다. 세계적인 분포는 지구의 해양 면적의 7.4%를 차지한다.

 

 

실제로 대서양형을 나타내는 대륙붕을 검토해보자. 광활한 대륙붕이 완만한 경사로 해안으로부터 멀리 확장되어 있다(1.7m/km), 연안에서 350km 지점(수심 140 m)에서 갑자기 경사가 변하여 급한 경사로 해양으로 연결된다. 이 지점을 붕단(shelf break)이라 칭하며 대륙사면과 경계면이 된다. 대륙붕을 구성하고 있는 대부분의 물질은 주변 대륙지괴의 침식으로부터 유래되고 하천은 이 물질을 운반하여 퇴적하게 하는 보조자 역할을 한다. 어떤 곳에서는 산호초 또는 화강암질 지각의 해령 등과 같은 자연 제방 뒤편에 퇴적된다. 지각 평형 상 퇴적물의 하중은 대륙 가장자리를 압박하고 퇴적량이 보다 증가하게 된다. 대륙붕 외부 가장자리에서 퇴적물은 15km 두께까지 되고 약 1억 5천만년 전에 형성된 것도 있다.

 

대륙붕의 폭(width)은 통상 판 경계 부까지 접근성에 따라서 결정된다. 실례로, 남미의 동쪽(수동형 연변부)은 폭이 넓은 반면 서쪽(능동형 연변부)은 매우 좁다. 세계에서 가장 넓은 대륙붕은 지체 구조적으로 매우 조용한 남극 해의 시베리아 북쪽에 위치한다(1,280km). 결론적으로 대륙붕의 폭은 지체구조(tectonics) 뿐만 아니라 해양 작용(marine processes)에 따라 좌우된다. 즉 빠른 해류는 가끔 퇴적물의 퇴적을 방해한다. 실례로, 플로리다 동쪽 해안은 매우 좁은 대륙붕을 나타낸다. 왜냐하면 자연 제방이 없고 연안에 걸프 스트림(Gulf stream)이 표층 퇴적물을 침식시키기 때문이다. 또한 폭은 해수면의 위치에 따라 좌우된다. 전반적인 해수면이 낮을 때에 좁고 높을 때에는 넓어진다.

태평양형의 대륙붕은 대서양형과 같이 폭이 넓거나 평탄하지 않다. 실례로, 남미의 서쪽 태평양쪽에 안데스산맥의 가파른 경사는 페루 칠레 해연 속으로 거의 방해 없이 진행된다, 이곳이 보다 다양한 지형을 나타내고 있다. 능동형 연변부 주변의 대륙붕의 특성은 퇴적작용보다 지체구조 변형, 화산활동 및 단층작용에 의해 결정된다. 몇몇 태평양 대륙붕은 폭이 넓다. 대서양에서는 자연방조재가 퇴적물을 포획하여 대륙붕을 형성한다. 태평양에서는 외해에 산호초의 라인이나 연결된 분화구가 퇴적물을 포획하는 댐의 역할을 한다. 중국과 동남아시아 동쪽의 화산활동은 넓은 분지를 형성하였고 현재 이 분지는 퇴적물로 퇴적되어서 태평양에서 가장 큰 대륙붕 중의 하나이다.

대륙붕은 완만한 경사 때문에 해수면의 변화에 많은 영향을 받았다. 약 1억 2천만년 전(백악기), 고도의 해저 확장율이 중앙 해령의 부피의 확장과 연관되어졌다. 확장된 해령은 해수를 이동시켜서 해수면이 증가하는 요인이 된다 백악기 후반에 해수면은 현재보다 300m 상부이고 대륙의 35%가 범람했고, 따라서 비례적으로 보다 넓은 대륙붕이 형성됐다. 대조적으로 18,000년 전(마지막 빙하기)에는 대륙은 거대한 빙각으로 덮여 있었다. 이 빙하를 형성하는데 수원은 해양에서 유래되었고 따라서 해수면은 약 125m 까지 하강하게 되었다.

따라서, 육지가 18%정도 커지고 대륙붕이 거의 드러났다. 육상 포유동물이 융기된 대륙붕에 서식하였다. 증거로는 미국 동부와 걸프해안외해에 대륙붕으로부터 맘모스(mammoths), 마스토돈(mastodon)의 치아가 발견되었다. 하천과 파랑은 지난 해수면이 높을 때에 퇴적된 퇴적물을 침식시켜서 조립한 퇴적물은 현재의 위치인 외해 가장자리로 운반시킨다. 빙하가 녹기 시작하면 해수면도 상승하기 시작하여 퇴적물은 다시 대륙붕에 쌓이게된다.

이와 같은 대륙붕은 자연자원의 보고로 집중적인 개발에 관심을 가지고 있다. 대륙붕은 대륙의 침수된 가장자리이기 때문에 연안을 따라서 광물 또는 석유의 집적물이 외해로 연결되어 있을 수 있다. 대륙붕의 평균수심은 약 75m 정도로 낮아서 채광 또는 채굴할 수 있는 면적이 넓다. 육상에서 사용된 많은 방법이 대륙붕에서 사용되었다. 하지만 대륙붕 자원 개발에는 광범한 과학적 탐사가 요구된다.