사이언스 올제

EARTH SCIENCE 지구의 움직이는 열점 핫스팟

지구 깊은 곳으로부터 용융 물질이 샘솟는 열점, 오랫동안 고정된 것으로 생각했던 열점이 이제 움직이는 현상들의 목록에 추가되었다

글 : John A. Tarduno

원추 표지가 어디 있었지? 우리는 방금 드릴 파이프를 뽑아내어 닳아버린 드릴 비트를 교체한 다음 우리가 탄 배에서 1마일 밑에 있는 해저로 내려보냈다. 통제실에 꽉 들어찬 사람들은 파이프 끝에 부착된 카메라에서 보내온 영상 속에 원추 표지가 보이는지 찾고 있었다. 이 원추 표지는 파이프를 시추공으로 다시 내려보낼 때 안내 표지 역할을 하도록 남겨 둔 것이다. 탐사팀은 전부터 이 작업을 여러 번 연습했는데 대개 물고기떼가 지나가거나 오징어가 잠깐 파이프를 붙잡고 있는 모습이 보이다가 원추 표지가 나타나곤 했다. 이번에는 물고기와 오징어들만 보인다. 뭐가 잘못되었을까?

우리는 태평양 북서부 엠퍼러(Emperor) 해산(海山)으로 알려져 있는 침강 사화산에서 코어 표본을 채취하고 있었다. 엠퍼러 해산들은 길게 늘어서 있는 하와이-엠퍼러 화산 열도의 최북부이다. 어느 세계지도에서든지 산뜻하게 배열된 모습이 분명히 나타나 있는 이 열도는 남미와 아프리카 두 대륙이 퍼즐 조각처럼 배열된 모습과 함께 오래전부터 판구조론을 뒷받침하는 증거 역할을 하고 있다. 판구조론은 지구 표면이 끊임없이 움직이는 암석의 퍼즐 조각들로 이루어진 모자이크라는 이론이다. 아직도 커지고 있는 빅 아일랜드에서부터 마우이, 오아후, 카우아이 섬들을 지나 이미 오래전 활동을 멈춘 사화산들이 겨우 수면에 끝만 드러내고 있을 정도로 크게 침강한 미드웨이 환초에 이르기까지 많은 섬과 해산들이 태평양을 가로지르면서 신기하게도 3,500킬로미터나 똑바로 뻗어 있고, 열도를 따라 북서쪽으로 갈수록 암석 연령이 점점 높아진다. 미드웨이를 지나서 엠퍼러 해산을 따라가면 가면 열도가 크게 북쪽으로 방향을 틀어서 알류샨 열도 끝에 거의 닿는다.

이에 대한 표준적 설명은 열도의 형태가 화산 열점 위에서 움직이는 태평양판의 운동을 반영하고 있다는 1963년 지구물리학자 J. Tuzo Wilson이 발표한 주장에 근거를 두고 있다 [사이언티픽 아메리칸 1976년 8월호 Kevin C. Burke 및 J. Tuzo Wilson “지구 표면의 열점들” 참조]. 열점이 지구 속에 있는 양초라고 생각하면 그 불꽃이 지각을 뚫고 용암을 지면으로 밀어올려 섬을 만든다고 볼 수 있다. 생성된 섬은 계속해서 움직이고 있는 판에 끌려서 열점으로부터 멀어진다. 그러면 열점은 새로운 섬을 만들고, 이 순환 과정이 계속된다. 열점과 판구조가 함께 조립 라인처럼 섬을 생산해 내는 것이다.

1971년 프린스턴 대학교의 Jason Morgan은 한 걸음 더 나아가 “촛불”은 지구 속의 깊은 맨틀에서 올라오는 뜨거운 암석 기둥의 끝 부분이 녹은 것이라고 주장했다. 열점 자체는 지구 내부에 못 박혀서 움직이지 않고 판만 이동한다는 것이다. 이에 따르면 하와이 열점은 북위 약 19도에 정지해 있고, 태평양판은 매년 약 10센티미터씩 북서쪽으로 이동했다. 열점의 경로가 북쪽으로 크게 휜 것은 판의 운동 방향이 약 4,700만 년 전 갑자기 바뀌었음을 의미한다.

*특집기사 단어*

●cone 원추 표지 ●drill bit 드릴 비트 ●seafloor 해저

●submerged extinct volcanoes 침강 사화산 ●the Emperor seamounts 엠퍼러 해산

●the northern most leg of …의 최북부 ●chain 열도 ●make a sharp bend 크게 휘어지다

●hotspot 열점 ●rockplume 암석 기둥 ●landmark 육표

●induced magnetizations 유도자화 ●magnetic domains 자구

●spontaneously 저절로, 자발적으로 ●inferred velocity 추정속도 ●polar wander 극 이동