오늘은 수능 지구과학1 수준의 해저 확장설에 대한 내용을 요약 정리 해보겠습니다. 20세기 중반, 전 세계적으로 해저 지형 탐사가 활발하게 진행되었다고 합니다. 이 때 다양한 해저 지형들이 발견되었고, 이러한 해저 지형들의 특징을 설명하기 위해 해양저 확장설이 등장하게 되었습니다.
해양저 확장설의 증거와 음향 측심법 간단 정리
해저확장설이란?
1962년 해스와 디츠는 해양저 확장설이라고 하는 이론을 제시합니다. 음향 측심법을 통해 해저 지형의 깊이를 측정할 수 있게 되었고, 이를 바탕으로 다향한 해저 지형을 확인할 수 있던 것입니다.
해저 확장설의 핵심 내용은 해령에서는 새로운 해양 지각이 생성되어 해양저가 확장되고, 해구에서는 해양 지각이 맨틀로 섭입되어 소멸된다는 것입니다. 이러한 이론은 총 4가지 증거에 의해 뒷받침 됩니다.
첫 번째 증거: 해양 지각 연령 분포와 퇴적물의 두께
해령을 기준으로 주변 해저 지형을 관찰하면 해령에서 멀어질 수록 해양 지각의 연령이 증가하고, 심해 퇴적물의 두께가 두꺼워 지는 것을 확인할 수 있습니다. 해령에서 새로운 해양 지각이 생성되고 이들이 좌우로 확장된다는 해양저 확장설을 잘 뒷받침하는 현상입니다. 해령에서 멀리 떨어진 해양 지각일 수록 연령이 많게 되고 심해에 오래 존재할 수록 퇴적물의 두께도 두꺼워 지게 되는 것입니다.
두 번째 증거: 고지자기 역전 줄무늬의 대칭 분포
고지자기란 마그마가 냉각되어 암석이 될 당시에 자성을 띄는 광물들이 지구 자기장에 따라 배열되어 남아 있는 암석 생성 당시의 지구 자기를 의미합니다. 이 때, 지구의 자기장은 그 방향이 반대로 바뀌는 지자기 역전 현상을 주기적으로 나타냅니다. 현재의 지구 자기장과 같았던 시기를 정자극기라고 하고, 반대인 시기를 역자극기라고 합니다. 그리고 암석의 고지자기를 통해 그 암석이 정자극기와 역자극기 중 언제 형성되었는 지 알 수 있습니다.
그래서 고지자기 역전 줄무늬 분포는 해저확장설의 중요한 증거가 됩니다. 해령을 중심으로 정자극기에 생상된 암석과 역자극기에 생성된 암석이 반복되어 나타나기 때문입니다.
세 번째 증거: 베니오프대에서의 지각 변동
베니오프대란 해구에서 밀도가 큰 판이 맨틀로 섭입될 때의 판의 경계를 의미합니다. 이 때 섭입대를 따라 지진이 발생하고, 점차 진원의 깊이가 깊어지는 것을 확인할 수 있습니다.
이러한 현상은 해양저 확장설에서 해양 지각의 소멸을 설명하는 증거로 제시되었습니다.
네 번째 증거: 열곡과 변환 단층의 발견
열곡이란 해령 중심부에 존재하는 V자 모양의 골짜기입니다. 그리고 변환 단층은 해령과 해령 사이에 존재하는 단층으로, 해양 지각이 서로 반대 방향으로 이동하면서 생기는 단층입니다.
우선 열곡은 해양저가 확장되면서 생기는 골짜기이므로 해양저가 확장된다는 증거가 될 수 있습니다. 그리고 변환 단층은 해령을 중심으로 해저가 확장될 때 해양 지각이 확장되는 속도가 달라 생기기 때문에 해저 확장의 결과라고 생각할 수 있습니다. 대표적인 변환단층으로는 산안드레아스 단층이 있습니다.
음향 측심법
해저확장설에 가장 중요한 영향을 미친 것은 음향 측심법이라는 기술의 개발입니다. 음향 측심법은 해수면으로부터 해저의 깊이를 측정하는 방법이다. 바다 위에서 수직 방향으로 해저에 초음파를 발사하고, 발사된 초음파가 돌아오는 시간을 측정하는 방식입니다.
수심이 깊을 수록 초음파가 되돌아 오는 시간은 오래 걸리게 됩니다. 통상적으로 물속에서 초음파의 속력은 1,500 m/s로 계산합니다. 그래서 수심 보통 6000 m 이상인 해구가 존재한다면 초음파가 되돌아오는 데 필요한 시간은 약 12초 이상입니다.