1O1

지구 101 명왕누대·시생누대

판구조 운동은 언제 시작됐나

— 판 경계 세 종류와 지진

지구의 겉껍질이 조각나 움직이기 시작한 시점을 우리는 아직 모른다. 추정이 42억 년 전부터 10억 년 전까지 32억 년 폭으로 갈린다. 판 경계 세 종류와 지진의 깊이 분포를 먼저 잡고, 그 다음에 이 미해결 문제를 본다.

101 · 지구 101LESSON 016

지구 101 016

오늘의 질문

지구의 겉껍질은 여러 조각으로 나뉘어 서로 움직입니다. 이 운동이 지형과 지진과 화산을, 나아가 기후까지 만듭니다.

오늘의 수업

오늘의 학습 목표

간접 증거로 추론하기 — 직접 볼 수 없는 것을 남은 흔적으로 재구성하기

없음의 해석 — 발견되지 않았다는 사실을 어떻게 읽어야 하는가

정의의 문제 — 용어를 어떻게 정의하느냐가 답을 바꾸는 경우

비교 행성학 — 금성과 대조해 지구의 조건을 거꾸로 이해하기

판구조 운동은 언제 시작됐나 — 판 경계 세 종류와 지진

숫자로 보는 오늘

약 12개

지구를 덮고 있는 큰 판의 수

판 경계의 종류 발산·수렴·보존

약 700 km

지진이 일어나는 가장 깊은 곳

32억 년

시작 시점 추정이 벌어진 폭

1. WHAT A PLATE IS

먼저, 판이란 무엇인가

지구의 겉껍질은 딱딱한 조각 약 12개로 나뉘어 있습니다. 이 조각들이 그 아래의 무른 층 위에서 미끄러집니다.

2. THREE KINDS OF BOUNDARY

판 경계는 세 종류뿐이다

판이 서로 만나는 방식은 세 가지밖에 없습니다. 멀어지거나, 부딪히거나, 스쳐 지나가거나입니다. 이 셋이 지구의 지형과 지진과 화산을 거의 다 설명합니다.

발산 경계 — 벌어진다 두 판이 멀어지고 그 틈으로 마그마가 올라와 새 지각이 만들어집니다. 바다 밑의 해령, 육지의 열곡이 여기 해당합니다. 지진은 얕고 규모가 작습니다. 대서양 중앙 해령, 동아프리카 대지구대가 예입니다.
수렴 경계 — 부딪힌다 한쪽이 무거우면 아래로 내려갑니다(섭입). 해구가 파이고 그 안쪽에 화산이 줄지어 섭니다. 가장 큰 지진이 여기서 납니다. 둘 다 가벼운 대륙이면 어느 쪽도 못 내려가고 구겨져 솟습니다. 히말라야가 그렇게 만들어졌습니다.
보존 경계 — 스쳐 지나간다 두 판이 서로 어긋나며 미끄러집니다. 지각이 생기지도 없어지지도 않아서 보존 경계라고 합니다. 지진은 얕지만 도시 바로 아래에서 일어나면 피해가 큽니다. 화산은 거의 없습니다. 미국 산안드레아스 단층이 대표적입니다.

3. EARTHQUAKES PROVED IT

지진이 판의 존재를 그려 보였다

판구조론이 받아들여지는 데 결정적이었던 증거 하나가 지진의 깊이 분포입니다.

4. WHEN DID IT SWITCH ON

그럼 언제 켜졌나

지구는 45억 4천만 년 됐습니다(001). 판구조 운동도 그만큼 오래됐을까요?

오피올라이트 해양 지각 조각이 육지 위에 얹혀 있는 것. 바다가 닫히고 충돌이 있었다는 뜻입니다.
청색편암 온도는 낮은데 압력은 높은 조건에서 만들어지는 변성암. 이 이상한 조합은 차가운 판이 빠르게 가라앉아야만 생깁니다. 섭입의 가장 강한 증거로 꼽힙니다.
초고압 변성대 대륙 지각 조각이 깊이 150km 이상 끌려 내려갔다가 다시 올라온 흔적. 이 정도 깊이는 섭입 말고는 설명이 어렵습니다.
저어콘의 화학 신호 아주 오래된 광물 알갱이 안의 미량 원소에서 섭입대 마그마 특유의 흔적을 읽어 내려는 시도입니다.

5. WHY IT MATTERS

왜 이 질문이 중요한가

판구조 운동은 지질학 안의 한 주제가 아닙니다. 지구가 생명이 살 수 있는 행성인 이유 그 자체입니다.

기후를 조절한다 — 화산이 이산화탄소를 내보내고, 암석이 풍화하며 그것을 붙잡아 바다로 옮기고, 쌓인 것이 섭입해 다시 지구 속으로 들어갑니다. 이 순환이 수억 년 규모의 온도 조절기 역할을 합니다.
대륙을 만든다 — 섭입대에서 만들어진 마그마가 굳어 대륙 지각이 됩니다. 판구조 운동이 없으면 육지 자체가 없습니다.
영양을 공급한다 — 땅이 솟고 깎여야 바다에 영양염이 들어갑니다.

확인 문제 1 / 6

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판(plate)에 해당하는 범위로 옳은 것은?

①지각만
②지각과 상부 맨틀의 딱딱한 부분(암석권)
③지각과 맨틀 전체
④맨틀과 외핵

정답 ② — 판은 지각과 상부 맨틀의 단단한 부분을 합친 암석권입니다. 그 아래 무른 연약권 위를 미끄러집니다.

확인 문제 2 / 6

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지각이 새로 만들어지지도, 없어지지도 않는 판 경계는?

①발산 경계
②수렴 경계
③보존 경계
④열점

정답 ③ — 보존 경계에서는 두 판이 서로 스쳐 지나가기만 합니다. 산안드레아스 단층이 대표적이며 화산은 거의 없습니다.

확인 문제 3 / 6

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깊이 수백 km에서 일어나는 깊은 지진이 섭입대에서만 관측되는 이유는?

①섭입대의 압력이 가장 높기 때문
②내려가는 판이 주변 맨틀보다 차가워 딱딱함을 유지하고 부서질 수 있기 때문
③섭입대에만 단층이 있기 때문
④마그마가 폭발하며 지진을 일으키기 때문

정답 ② — 깊은 곳은 보통 뜨겁고 물러서 부서지지 않고 흐릅니다. 차갑게 내려가는 슬랩만 예외적으로 700km 깊이까지 부서질 수 있습니다.

확인 문제 4 / 6

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섭입대에서 진원이 비스듬한 면을 이루며 깊어지는 분포를 무엇이라 하며, 무엇을 보여 주는가?

①베니오프대 — 내려가고 있는 판의 모양
②해령 — 새 지각이 만들어지는 자리
③모호면 — 지각과 맨틀의 경계
④열점 — 맨틀 플룸의 위치

정답 ① — 직접 볼 수 없는 슬랩의 모양을 지진 진원 분포가 대신 그려 준 것입니다. 판구조론의 강력한 증거가 되었습니다.

확인 문제 5 / 6

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청색편암이 섭입의 강력한 증거로 꼽히는 이유는?

①매우 오래된 암석이기 때문
②낮은 온도와 높은 압력이라는 조합은 차가운 판이 빠르게 가라앉아야만 만들어지기 때문
③화산에서만 발견되기 때문
④바다에서만 발견되기 때문

정답 ② — 보통 깊어지면 압력과 함께 온도도 오릅니다. 저온·고압이라는 예외적 조합은 차가운 판의 빠른 침강을 요구합니다.

확인 문제 6 / 6

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판구조 운동의 시작 시점 추정이 크게 갈리는 이유로 옳지 않은 것은?

①그 시대의 암석이 거의 남아 있지 않아서
②결정적 증거가 없는 것을 '없었다'로 읽을지 '만들어질 조건이 아니었다'로 읽을지 갈려서
③'판구조 운동'의 정의부터 합의되지 않아서
④지진 관측 장비가 아직 개발되지 않아서

정답 ④ — 지진 관측은 현재 지구를 보는 도구라 과거 시점 추정과 직접 관련이 없습니다. 나머지 셋이 실제 쟁점입니다.

마무리 확인

오늘의 정리 — 생각해보기

아주 오래된 암석에서 청색편암이 발견되지 않았다는 사실은 "섭입이 없었다"는 뜻일 수도, "조건이 달라 만들어지지 않았을 뿐"이라는 뜻일 수도 있습니다. 둘 중 어느 쪽인지 가려내려면 어떤 증거를 더 찾아야 할까요?

같은 자료를 두고 어떤 연구자는 42억 년 전, 어떤 연구자는 10억 년 전이라고 말합니다. 이런 상황에서 학생인 우리는 무엇을 믿어야 할까요? "아직 모른다"를 답으로 인정하는 것과 아무 말이나 해도 된다는 것은 어떻게 다를까요?

지구와 금성은 크기도 재료도 비슷한데 한쪽에만 판구조 운동이 있습니다. 만약 지구에도 판구조 운동이 끝내 켜지지 않았다면 지금 지구는 어떤 모습일까요? 바다·대륙·대기·생명 순서로 하나씩 짚어 보세요.

과제 · 활동지를 풀고 서술형 문항에 자기 생각을 정리해 오기 웹 레슨 · https://101scenes.com/ko/earth/016-onset-of-plate-tectonics/