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판의 운동은 맨틀 대류의 일부라고 생각하는 것이 자연스러운 것 같다. 즉, 플레이트라고 하는 것은, 맨틀이 지구 표층으로 냉각되어 생긴 경계층으로, 이 경계층이 중력적으로 상안정이 되기 위해서 맨틀 내에 침몰되어 있는 것이 플레이트 텍트닉스라고 생각한다.
지구 표면과 대기, 혹은 우주 공간 사이에서는 열전도로 열이 도망쳐 가고 지구 표면은 식혀진다. 이 지구 표면과 대기의 경계로 할 수 있는 것이 열 경계층으로, 이 경계층이 어느 두께가 되면 역학적으로 상안정이 되어 지구 심부로 침몰해 간다. 이것은 가라 앉은 띠입니다. 물론 지구 내부에서는 방사 괴변에 의한 열이 발생하여 지구 표면의 냉각을 늦추고 있다. 지구 표면에서의 냉각과 지구 심부로부터 열 공급의 균형에 의해 지구의 진화가 규제되고 있다고 생각한다.
상식적으로 생각하면 지질 시대의 옛날만큼 지구는 뜨거웠기 때문에 플레이트 운동이 활발했다고 생각되어 왔다. 그러나 지구가 뜨거웠던 옛날만큼 플레이트의 생성부터 소멸까지의 시간이 짧았다는 증거는 얻어지지 않았다. 그 이유는 맨틀이 상승하여 압력이 감소하면 부분 용융이 일어나 물이 부분 용융한 맨틀에서 도망쳐 버린다. 물을 포함하지 않는 맨틀은 지금까지보다 더 큰 점성률을 가지며 움직임이 느려지는 것으로 설명된다.
최근의 요시다의 연구에 의하면, 플레이트 운동과 대륙 이동의 원동력은, 슬래브 인장력 뿐만이 아니라 맨틀 추력도 큰 역할을 하고 있을 가능성이 있다고 되어 있다. 또, 초대륙의 판게아가 분열한 것은, 초대륙에 의해 맨틀의 열이 차폐되었기 때문에, 고온 이상 영역이 형성되었기 때문이라고 생각된다고 한다.
대륙 이동설이 발표된 지 100년, 발표 당시부터 큰 과제로 여겨지고 있던 대륙 이동의 원동력에 대해서는, 상당한 것을 알고 있어 플레이트 운동의 원동력은 슬래브 인장력이라고 여겨져 왔다. (D.Forsyth & S.Uyeda, 1975, On the Relative Importance of the Driving Forces of Plate Motion. Geophys. J. astr. Soc. 43 , 163-200: 웹사이트에서 사용 가능)
그러나 다양한 관측 사실과 시뮬레이션 기술의 발전에 의해 새로운 발전을 기대할 수 있을 것 같다. 앞으로 어떤 진전이 있는지 궁금한 곳이다.
( 참고 도서 )
- KJ슈, 타카야나기 요요시역, 1999, 지구과학에 혁명을 일으킨 배-글로머 챌린저호. 도카이 대학 출판회.
* 저자는 중국(중화민국)에서 미국 오하이오 주립대학 대학원에 입학했다. 이때 웨이게너의 대륙이동설에 대해 교수에게 물어보면 대륙이동설의 오류는 실증되었다고 한다. 1948년의 일이다. 저자는 글로머 챌린저호의 제3차 항해에 승선해 해양저 확대설이 입증되어 가는 현장을 만나 플레이트론자로 전신했다. 그때의 고뇌도 적혀 있다.
- 오가와 용지로·쿠다 켄이치로, 2005, 부가체 지질학. 공립 출판.
*일본지질학회의 <필드지오로지5>시영 쥰, 그림으로 아는 플레이트 테크토닉스 지구 진화의 수수께끼에 도전한다. 코단샤.
* 지구의 지표면이 식어 경계층이 가라앉아 가는 모습을 나타낸 그림은 플레이트 운동의 이해를 도와준다.
과학 특집 대륙 이동설에서 플레이트 테크토닉스에 ㅣ
-『대륙과 해양의 기원』 100년, 2015년 7월호, 683-711. 이와나미 서점.
* 우에다 세이야 씨, 가나모리 히로오 씨, 요시다 마사키 씨, 고다이라 히데이치 씨, 하세가와 마사미 씨의 네 씨가 기고하고 있다. 요시다씨의 논문은, <대륙과 플레이트를 움직이는 힘이란 무엇인가-대륙 이동설 “완성”으로부터 100년째로 알고 있는 것>(692-704)이다.
요시다 마사키, 2015, 플레이트 운동과 대륙 이동의 원동력-재고. 지질학 잡지, 제121권, 제12호, 429-445.