동해의 탄생과 지각구조
제일 처음에 우리나라 애국가에 제일 처음에 나오는 동해인데요, 우리가 동해에 대해서 얼마나 잘 알고 있을까요. 여기에서 배워보도록 하겠습니다. 동해를 보시면 동해는 해저지형으로 되어 있고요, 그리고 동해 전체는 해저는 2000~3000m 깊이입니다. 그런데 1000m 내외의 깊이의 지대가 가라앉아 있는 것을 볼 수 있습니다. 그래서 한국 대지라든지, 울릉대지라든지, 야마토 뱅크, 오 끼 뱅크 이렇게 이름이 붙여져 있습니다. 우선 가운데 있는 야마토 뱅크의 모습을 보시면 우리가 동해에 대한 힌트를 얻을 수 있습니다. 이렇게 생겼죠. 이것을 우리나라의 길주 명천 지구대 쪽에 파인 부분이 있는데 지각이 굉장히 유사하게 생겼습니다. 여기에 붙여보면 딱 맞네요. 이 얘기는 뭐죠? 야마토 뱅크가 어쩌면 저기에 붙어있지 않았을까 라는 것이죠. 붙어 있다가 떨어져 나온 거다. 이 얘기는 뭐냐면 동해가 예전에는 없었는데, 대륙지각이 떨어져 나오면서 동해가 형성된 것 아닌가 의심할 수 있습니다. 그리고 동북일본에 보면 녹색 응회암들이 있는데 그 녹색 응회암의 연대가 가장 오래된 것이 22. 5ma, 따라서 녹색 응회암은 대륙지각이 열작용에 의해 만들어지는 거예요. 그래서 이것이 가장 오래된 것이 22. 5ma이기에 동해가 22. 5ma, 2250만 년 전에 생겼다는 그러한 지질학자들의 지적이 있었습니다.
동해가 분리된 힘의 근원 - 외부 기원설과 내부 기원설
그러면 동해를 떨어뜨리게 된 그런 힘은 어떻게 된 걸까요? 동해는 떨어져 나오기 싫은데, 밖에서 너 이리나와 하고 뜯어냈을까요, 아니면 동해 내부에서 어쩔 수 없이 확장됐을까요? 이 두 가지 설이 있습니다. 첫 번째 설은 인도 충돌로 인해서 태평양판 자체가 반시계 방향으로 회전하는 효과를 갖게 되는데 그때 만들어졌다. 즉, 4500만 년 전 그런 사건으로 인해 만들어졌다는 것이 외부 기원설의 주장의 근거고요. 이것은 지진파 토모그래피에 의해서 지진파를 가지고 받게 되면 빨리 들어오는 파가 있고 늦게 들어오는, 어느 영역에서는 빨리 들어오고 어느 영역에서는 늦게 들어올 수 있는데 이것을 이미지화할 수 있습니다. 태평양판이 일본 열도 밑으로 들어간 파란색으로 나타나 있죠. 그리고 그 위에 동해와 백두산이 있는데 따라서 그러한 화산활동들, 거대한 열 구조는 서밋 활동에 의해서 동해 내부에서 만들어졌다는 그런 내부 기원설이 있습니다. 현재로는 내부기원설이 정설입니다. 그러면 동해의 지각구조는 어떻게 생겼냐는 것이죠.
동해의 지각구조가 생긴 이유
동해에 대한 지각구조까지 실은 시추를 해서 연대를 냈습니다. 그 연대가 제일 오래된 게 2400만 년보다 오래된 게 없습니다. 따라서 내부 기원설 하고 많이 일치하고 있습니다. 그리고 동해의 퇴적물의 화석 연대를 봐도 동해에 바다가 형성된 것은 1900만 년 전 가장 오래된 게 현재까지는 그 정도의 연대가 나오고 있습니다. 따라서 내부 기원설과 일치된 결과입니다. 동해의 지각구조를 보면 파란색이 바닷물, 노란색이 퇴적물입니다. 그리고 연갈색이 현무암입니다. 그리고 갈색이 현무암이 땅속에서 굳은 것 그래서 이것을 반려암이라고 하죠. 그런 걸 보면 동해를 세 개의 분지로 나눌 수 있습니다. 북쪽에 있는 것은 일본 분지, 남서쪽의 울릉분지, 동쪽의 야마토 분지라고 하는데 그것을 보면 북쪽에 있는 일본 분지를 보면 퇴적물을 제거한 지각이 5km 정도밖에 안됩니다. 그것은 일반적으로 전형적인 해양분지와 일치합니다. 그래서 북쪽 부분 일본 분지는 해양지각이다 라는 것은 모두 동의하고 있습니다. 하지만, 남쪽에 있는 울릉분지와 야마토 분지는 게브로층이 굉장히 두껍습니다. 반려암 층이 굉장히 두꺼워서 해양지각인지 대륙지각인지 대륙지각이 늘려진 것인지에 대해서는 이론이 있습니다. 그래서 동해가 그러면 어떻게 형성되었는가 볼 수 있는데요, 중요한 전처는 일본인 학자들에 의해서 제의가 되었는데요. 일본 열도에 일본이 이전에는 우리나라와 붙어있었는데, 이것을 암석에 대해서 잔류자를 측정해보면 자화의 방향이 잔류 자화라고 하는 것은 현재 보면, 나침반을 보면 북쪽을 가리키는데 완전히 일치하지는 않지만 오랜 시간 평균하면 진북과 자북은 일치합니다. 그래서 그 결과들을 보면 15~16ma이전에는 그 북쪽을 가리키지 않고 틀어져 있었다는 것입니다. 평균에서 47도만큼 시계방향으로 틀어져 있습니다. 측정을 하면, 그런데, 15~16ma보다 젊은것은 지금 현재의 방향과 같고, 그리고 15~16ma에서 보면 현재와 점점 일치하는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 지구 자기장이 변하는 것이 아니라 일본 열도가 시계방향으로 돌았기 때문입니다. 즉 그런 것을 'Fan-shape Opening'이라고 하는데요, 마치 부채가 펴지듯이 일본 열도가 회전되어 나갔다 라는 것이 제기될 수 있다. 그런데 여기에서 문제는 무엇이냐면, 아까 중간에 야마토 뱅크라든지, 한국 대지, 울릉대지가 들어갈 곳이 만만치 않다는 것입니다. 그럼 동해 형성이 1600만 년 전에 된 것일까요? 그래서 그 설에 대해서 이의를 제기했는데요, 그 단서는 한국에서 그 해가 풀렸습니다. 우리나라의 포항 일원에는 신생대 분지가 있습니다. 그래서 화산활동과 퇴적암이 위에 덮여있는데요. 이것들에 대해서 역시 시대에 따라서 잔류 방향을 측정해보면 일본, 우리나라도 약 17. 3ma보다 즉 1700만 년보다 오래된 암석들은 시계방향으로 45도 가까이 돌아있습니다. 그런데 그에 반해서 1700만 년보다 젊은 암석들은 현재 지구의 자기 방향과 일치하거든요. 따라서 우리나라도 회전을 했는데 일본보다는 좀 더 빨리 회전되었다는 것이죠. 그러면 왜 회전했을까요. 그것은 동해가 확장되면서, 우리나라에 응력을 가하게 되겠죠. 그런 응력이 가해지면서 인장력을 야기 시기키고 그 인장력에 의해 가라앉았다는 것입니다. 그래서 동해가 처음에는 평행하게 확장되다가 16ma부터 일본 열도가 회전하게 되었다. 그래서 두 단계로 형성되었습니다.라는 설입니다. 즉 그것을 복원하면 이렇습니다. 2300만 년 전에는 그림에서 보시듯 일본 열도가 붙어있었구요. 2300만년에서 1700만년까지는 평행하게 확장을 이루었죠. 그러다가 1600~1500만년전 이 때에 일본열도가 회전하게 되는데요. 그 회전하는 것은 필리핀판의 충돌로 이루어진 것이 아닌가 이렇게 해석하고 있습니다. 그래서 두 단 계설이 현재까지 지지를 받고 있는데요. 거꾸로 현재 위치에서 47도 반시계 방향으로 회전시키면 가운데 그림이 되겠죠. 그것을 주욱 밀면 현재 위치로 오고 그 해저지각들이 다 채워지는 복원도가 되는 것입니다.
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