판구조론에 대한 지구과학적 논의

지형 및 지구물리학적 증거

지각은 가벼운 Sial 층과 하부에 대양저를 형성하는 Sima 층으로 분리된 지각층을 가지고 있다. 19세기 초, 측지학자들은 히말라야산맥이 주변평야에 비하여 큰 중력에 의한 인력을 나타내지 않는다는 사실에 놀라게 됐다. 이러한 현상을 설명하는 학설 중에서 19세기말에 성립된 Airy의 지각평형설(isostasy)이 있다. Airy는 Pratt의 이론과 달리 높은 시알(Sial)산맥은 비교적 비중이 적은 암석으로 균일하게 구성되어 있고 마치 바다의 빙산 모양으로 떠 있어서 높은 부분보다 낮은 부분이 더 깊이 들어가 있다고 설명했다(그림 2-2). 예를 들어, 스칸디나비아 반도가 상승한 것은 후 빙하기에 플라이스토세 (Pleistocene)의 빙하가 녹아서 제거됨에 따른 것이다.

 

이를 실험하기 위하여 물에 떠있는 목판을 눌렀다가 다시 힘을 빼면 정상적인 보상면(compensation depth)으로 되돌아온다. 이 같은 지각 평형설은 대륙이 상위층(上位層)을 통해서 수직으로 움직이는 충분한 힘의 존재를 가정하면 그것이 수평적으로 움직이지 않는다는 이유가 없을 것이라고 Wegener는 말하였다. 이 사실은 알프스, 히말라야, 안데스산맥의 지층에서 횡압력의 존재로서 증명해 준다.

 

지진파 자료에 의해 보완된 중력과 암석학적 자료에 의하면 대양(ocean) 밑에는 대륙(continent)을 구성하는 것과 다르게 밀도가 큰 물질로 구성되어 있음이 알려졌다. 대양저 물질은 상부에 현무암질인 감람석, 휘석, 각람석다나이트 또는 에크로자이트(석류석과 휘석)으로 구성되어 있다.

 

더욱 확실한 대륙의 수평이동을 설명하기 위해 천문학적 위치 판정을 수년간 관측하는 것이 더욱 더 신뢰도를 높일 것이라 생각하여, 1929년경에 관측한 결과 Greenland가 유럽에서 서쪽으로 이동한다는 사실을 증명하였다. 지형 및 지질학적으론 대서양 양쪽의 유사점으로 구체적으로 예를 들면

 

1. 남아프리카의 Cape습곡대가 남미의 아르헨티나의 부에노스아이레스 지방의 산맥과 연속된다.

 

2. 아프리카의 고기편마암 대지는 화성암과 킴버라이트를 가지고 있으며 브라질 의 것과 유사하다.

 

3. 남아프리카 카루계(Karroo system)지층은 고생대 말기에서 중생대 초기의 비해 성층인데 브라질에서 발견되고 이는 카타리나계(Santa Catharina system)와 유사한 특성을 가진다(빙하 퇴적층).

 

결국, Wegener는 북미주와 유럽의 빙하종퇴석(terminal moraine)이 잘 일치한다는 점에서 플라이스토세 (Pleistocene) 이후라 하였다. 그 외에 인도양의 마다가스칼은 인도, 호주와 같이 곤드와나 (Gondwana) 대륙을 이루었던 구성물질로 이루어져 이들 대륙 사이의 유사점이 나타난다. 호주와 뉴기니아가 충돌하여 인도네시아는 둥글게 구부러졌고 모르칸 열도(인도네시아)의 복잡한 지질들을 대륙표이설(continental drift) 이론으로 설명하는데 합리적이라 강조했다.

 

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고 생물학적 근거

금세기 초에 고생물학자들은 대륙을 횡단하는 육교가 있었으나 백악기 이후에 대양으로 함몰하였다는 의견이 지배적이었다. 즉, 생물군의

동일성(同一性), 유사성(類似性)에 기초를 두고 천해성 동물을 고려한다면 대륙붕(continental shelf)이 서로 연결되어 있었음을 시사한다. 예를 들면,

1. 호주와 아프리카 인도, 아프리카 마다카스칼과 인도, 브라질 - 아프리카가 서로 연결되었다는 것이 지배적이었다 (중생대).

 

2. 남아프리카와 브라질의 페름기 지층에서 얻어진 작은 파충류인 메소사우루스 아프리카(Mesosaurus)와 고생대 말기에 남부대륙에서만 번식한 그로솝테리스(Glossopteris)가 곤드와나(Gondwana) 대륙의 이동 가능성을 제시한다.

 

3. 현재 지렁이와 유대류 같은 생물의 분포, 즉 호주에서 사는 유대류는 적어도 제 3기 초부터 고립되어 진화하였다. 그 이전에는 호주와 남아메리카의 유대류가 동일 또는 유사한 기생충을 공유하고 있었다.

 

4. 독일의 동물학자 Michaelson에 의하면 대양을 건너 서로 왕래 할 수 없는 지렁이의 일종인 lumbricid와 megascolecid 족의 분포도를 작성하여 대륙의 이동을 강력히 시사했다. 이 분포도는 북미와 유럽, 남미와 아프리카, 그리고 호주, 인도, 남아프리카와 파타고니아 등의 동물군 간의 강한 친근성(親近性)이 있었음을 보여주고 있다.

 

결국, 이와 같은 증거는 앞서 지구물리학적 증거와 지각평형설을 통해서 지각이 침강하여 보이지 않는다고 설명하고 있는 취약점을 보강하여 현재의 대륙은 범대륙 (Pangea)에서 분리 이동했음을 시사하여 준다.