— 대륙 충돌과 융기·침식의 경쟁
인도와 유라시아의 충돌로 지각이 두꺼워지는 과정과 지진의 관계를 살펴보고, 암석의 융기와 산 높이의 변화를 구별한다.
암석이 위로 움직인다는 사실만으로 산 정상의 높이 변화를 알 수 있을까요?
히말라야는 인도와 유라시아의 대륙 충돌(continental collision)을 보여 주는 대표적인 산맥이다. 인도를 실은 판이 북쪽으로 이동하면서 두 대륙 사이의 해양 영역이 줄어들었고, 마침내 대륙 지각들이 만났다. 지도에 그려진 오늘날의 국경이 움직인 것이 아니라 지각과 맨틀 최상부로 이루어진 판이 이동한 것이다.
대륙 지각은 해양 지각보다 대체로 밀도가 작고 부력이 크다. 충돌이 계속되면 지각은 수평으로 압축되며 휘거나, 단층을 따라 겹쳐지고, 일부는 다른 지각 아래로 밀려 들어간다. 이런 단축(shortening)과 두께 증가는 히말라야와 티베트 지역의 높은 지형을 이해하는 중요한 단서다. 산은 지표 위에 돌이 단순히 쌓인 더미가 아니다.
판의 지속적인 접근이 모든 단층의 매끄러운 움직임을 뜻하지는 않는다. 마찰로 잘 미끄러지지 않는 구간에서는 주변 암석이 변형되고 응력이 쌓인다. 단층이 갑자기 미끄러질 때 축적된 에너지의 일부가 지진파로 퍼져 나간다. 오랜 산맥 형성과 짧은 지진은 서로 다른 시간 규모로 나타나는 지각 운동의 모습이다.
암석 융기(rock uplift)는 기준면에 대해 암석이 위로 이동하는 것이다. 반면 지표의 높이는 그 위의 물질이 얼마나 제거되거나 쌓이는지에도 영향을 받는다. 하천과 빙하가 지표를 깎고 산사태가 물질을 옮기면 암석의 상승량이 그대로 산 높이의 증가량이 되지 않는다. 산맥의 모든 봉우리에 하나의 성장 속도를 적용해서는 안 되는 이유다.
다음은 원리를 구별하기 위한 가상 실험이다. 어떤 구간의 암석이 일정 기간 위로 6단위 움직이고 표면에서 4단위가 제거됐다고 하자. 같은 수직 기준과 단순한 조건에서는 지표 높이의 순증가를 2단위로 계산할 수 있다. 이 숫자는 히말라야의 실측값도, 산의 미래 높이를 예측하는 공식도 아니다.
히말라야 형성의 주된 판 운동은?
약 5,000만 년 전이라는 대표 연대의 올바른 해석은?
판이 천천히 접근해도 지진이 갑작스럽게 일어날 수 있는 이유는?
암석 융기량만으로 산 높이의 증가량을 결정할 수 없는 이유는?
가상 실험에서 암석이 위로 6단위 움직이고 표면에서 4단위가 제거되면?
수건을 밀어 주름을 만드는 모형이 설명하는 현상과 재현하지 못하는 현상을 각각 적어 보자.
산 정상의 높이가 한동안 같았다면 판의 운동도 멈췄다고 결론 내릴 수 있을까? 추가로 필요한 자료는 무엇일까?
두 위성 영상의 같은 지점이 어긋나 보일 때, 지진 때문인지 확인하려면 무엇을 보정하고 대조해야 할까?
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