지괴의 회전과 고지자기극 해석

Plate Movement Problem

1. 고지자기극의 위치에 대한 해석

평가원 출제 코드와 고지자기극에 대한 기본적인 이론과 지자기 북극의 겉보기 이동, 고지자기극에 대한 기본적인 해석은 이전 포스팅에서 다루었습니다. 아래는 해당 포스팅으로 넘어가는 링크입니다.
(추후 업로드 예정입니다.)

1-2. 지괴의 회전

1) 지괴의 회전 방향에 대한 이해

지괴의 회전에 대한 문제를 파악하기 위해서는 우선 고지자기 방향이 북쪽을 향한 상태로 암석이 생성된다는 점을 이해해야 합니다. 이후 시간이 흐르면서 지괴가 회전을 하고 이로 인해 현재 고지자기로 추정한 지리상 북극 방향이 북쪽을 향하지 않게 되는 것입니다.

2) 지괴의 회전 방향

고지자기로 추정한 지리상 북극 방향이 실제 지리상 북극 방향을 기준으로 동쪽을 가리킬 경우에는 암석은 생성 이후 시계 방향으로 회전한 것입니다.
반대로 고지자기로 추정한 지리상 북극 방향이 실제 지리상 북극 방향을 기준으로 서쪽 을 가리킬 경우에 암석은 생성 이후 시계 반대 방향으로 회전한 것입니다.

1-3 해령의 위치 변화

1) 해령 주변의 고지자기에 대한 이해

가장 기본적인 전제로는 해령 주변의 암석은 해령에서 생성되었다는 것입니다. 따라서 해령 주변 암석의 고지자기 복각은 암석이 생성될 당시 해령의 위도를 가리킵니다. 따라서 해령 주변의 암석의 복각의 부호를 통해 해력의 위도를 파악할 수 있습니다.

• 정자극기의 경우
  정자극기에 생성된 암석의 복각 부호가 양(+)일 경우, 암석이 생성될 당시 해령이 북반구에 위치한 것입니다. 반대로, 암석의 복각 부호가 음(-)이라면 암석이 생성될 당시 해령이 남반구에 위치해 있던 것입니다.
• 역자극기의 경우
  역자극기에 생성된 암석의 복각 부호가 양(+)일 경우, 암석이 생성될 당시 해령이 남반구에 위치한 것입니다. 반대로, 암석의 복각 부호가 음(-)이라면 암석이 생성될 당시 해령이 북반구에 위치해 있던 것입니다.

2) 해령의 회전

또한 해령 주변 암석의 고지자기로 추정한 지리상 북극 방향의 변화를 통해 해령의 회전을 파악할 수도 있습니다.
고지자기로 추정한 지리상 북극 방향이 실제 지리상 북극 방향을 기준으로 동쪽을 가리킬 경우에 해령은 시계 방향으로 회전한 것입니다.
고지자기로 추정한 지리상 북극 방향이 실제 지리상 북극 방향을 기준으로 서쪽을 가리킬 경우에는 해령이 시계 반대 방향으로 회전한 것입니다.

1-4 판 경계의 위치 변화

섭입대에서는 해양판이 소멸되고, 해령의 일부가 섭입하여 소멸될 수도 있습니다. 반면에, 발산형 경계에서 판과 판이 멀어지는 만큼 새로운 해양판이 생성됩니다. 해령 양쪽의 해양판의 이동 속도가 다를 경우, 해령의 위치가 달라질 수 있습니다.

본 글에 맨 앞에 있는 그림과 함께 이를 알아보겠습니다.

이와 같이 판의 경계의 위치 변화를 묻는 문제의 조건 중 가장 중요한 조건은 바로 고지자기 줄무늬가 해령을 축으로 대칭이라는 것입니다.

 

이는 해령을 중심으로 양 옆의 판은 서로 멀어지는데 이때 새로 생기는 해양판에 정중앙에 해령이 위치한다는 것입니다. 왜냐하면 고지자기 줄무늬가 해령을 축으로 대칭이라는 것은 양쪽 판의 속도가 달라도 속도가 빠른 판쪽에 더 많은 해양판이 생성되는 것이 아닌 양쪽으로 같은 양만큼의 해양판이 생성되야 조건을 만족하기 때문입니다.

 

따라서 이 문제에서 두 해양판이 상대적으로 $ 10cm/year $의 속도로 멀어집니다. 또한 문제에 고지자기 줄무늬가 해령을 축으로 대칭이라고 하였으므로 해양 양쪽에 위치한 두 판을 구성하는 암석은 앞서 말씀드린 것처럼 같은 속도로 생성되야 하고, 따라서 두 해양판은 1년에 각각 $ 5cm $씩 생성됩니다.

 

해령에서 두 해양판은 1년에 각각 $ 5cm $씩 생성되고, 해령을 기준으로 서쪽에 위치한 판은 $ 4cm/year $의 속도로 이동하고, 해령을 기준으로 동쪽에 위치한 판은 $ 6cm/year $의 속도로 이동하므로 고지자기 줄무늬가 해령을 축으로 대칭이기 위해서는 해령은 1년에 $ 1cm $씩 동쪽으로 이동해야 합니다.