심해 분지(Deep-Ocean Basin) - 해저산맥과 열수맥

심해분지(Deep-Ocean Basin)

 

대륙의 연변부와 외해 해저바닥의 구조는 매우 다르다. 여기 해저에는 현무암을 덮고있는 5km까지의 두꺼운 퇴적층으로 되어있다. 심해저분지는 지구표면의 반 이상을 차지한다. 심해저 바닥은 해령계와 주변 퇴적 분지로 구성되어 있다. 심해분지는 해구 또는 퇴적물의 단괴로 경계지어진다. 평평한 해저도 섬, 구릉 또는 활동적이거나 사라져간 분화구에 의해 차단되기도 한다. 심해저 퇴적물은 분지 자체의 연령과 해수의 생물학적 생산력 그리고 주변 대륙의 역사를 반영한다.

 

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해저산맥(Submarine ridges)

만일 해수가 증발하여 해저가 들어 난다면 해령은 지구상의 가장 확실하고 뚜렷한 특성이 될 것이다. 해령은 해양의 확장 중심에서 젊은 현무암의 산맥의 연결이다. 지구둘레의 1.5배보다 긴 약 6,5000km 정도이다.

 

퇴적물이 가끔 결핍된 이 해령은 해저바닥에서 약 2km 위로 솟아있다. 육지위로 솟아있는 곳은 대표적으로 북극의 아이슬란드 지방이다. 해령과 관련된 구조들은 지구표면의 22%를 나타낸다(해수면 위의 모든 육지에 대하여서는 29%를 나타낸다.). 판구조론에서 논의된 것과 같이 해령과 연관된 융기지역은 암석 판이 확장하는 새로운 해저의 근원이다. 해령은 가장 활동적인 지역에서 가장 넓게 나타나고 가장 젊은 암석은 활동적인 해령 중앙에 위치한다. 암석의 연령은 중심에서 멀어질수록 많아진다. 암석권이 냉각됨에 따라서 위축되고 침강한다. 천천히 확장하는 해령은 빨리 확장하는 곳보다 경사가 급하게 나타난다. 왜냐하면 천천히 확장하는 해저는 확장중심에 가까운 곳에서 냉각되고 축소되기 때문이다.

 

전형적인 해령의 예는 대서양 중앙 해령이다. 해령 중심에서 멀어질수록 보다 오래된 현무암 위에 많은 퇴적물이 쌓인다. 이는 중심에서 멀어 질수록 두꺼운 퇴적층에 의해서 굴곡이 희미해진다.

 

대서양 중앙 해령은 변환 단층에 의해서 다소 뒤틀린 상태로 나타난다. 단층이란 암석내의 균열이 운동 방향에 평행하게 발달된 것이다. 변환단층이란 암석 판을 따라서 수평 하게 미끄러지는 균열을 말한다. 변환 단층은 균열지역의 활성부분이다. 해령 축으로부터 외부로 갈수록 균열지역은 탄성파 단면상에서 과거의 변환단층 흔적을 보이는 비 활성화한 지역으로 나타난다. 그림에서 보는 것처럼 활동적인 지역에서는 서로 반대되는 방향으로 판의 움직임이 나타난다.

 

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열수맥(Hydrothermal Vents)

해저분지에 출현하는 이것은 1977년 미국, Woods Hole Oceanographic Institution의 R. Ballard와 J. F. Grassle에 의하여 해령에서 발견되었다. 동태평양 해령을 따라서 갈라파고스 섬 근처 3km 지점의 해저에 Alvin 호가 잠수하면서 이들이 20 m 에 해당하는 암석굴뚝을 통과하고 이로부터 검고 광물을 포함한 350℃의 물이 품어 나오고 있음을 보았다.

 

이를 Black Smockers라고 하며 해양지질학자를 유혹하기에 충분하였다. 물이 새를 따라 내려가서 활동적인 해저확장과 연관된 매우 뜨거운 마그마와 접하게 되어서 솟아오르는 것으로 믿어왔다. 이처럼 과열되고 화학적으로 활동적인 물이 광물가스를 녹이고 대류에 의하여 분화구를 통하여 상부로 탈출하게 된다. 그 후 중앙 해령 등 여러 곳에서 발견되었다. 이들은 일반적으로 빠른 해저확장 지역에서 발견되었다. 1990년 담수역에서도 분화구가 발견되었다. 남부 시베리아 Baikal 호의 바닥에서 발견되었다. 이 발견은 세계의 가장 오래되고 깊은 호수는 시아가 서서히 갈라짐에 따라서 해양의 일부가 되었다는 사실을 제의했다.