플룸 상승류의 사례, 열점(판 구조론의 정립 과정)

Plate Movements

1. 맨틀 대류와 플룸 구조론

평가원 출제 코드와 맨틀 대류와 플룸 구조론의 기본적인 이론은 이전 포스팅에서 다루었습니다. 아래는 해당 포스팅으로 넘어가는 링크입니다.
(추후 업로드 예정입니다.)

1-3. 열점

1) 열점

열점이란 뜨거운 플룸 상승류와 지표면이 만나는 지점 아래에 마그마가 생성되는 곳입니다.

• 열점과 화산섬의 분포
  열점에서는 뜨거운 플룸이 상승하여 생성된 마그마가 지각을 뚫고 분출하여 화산 활동이 일어나며, 뜨거운 플룸은 맨틀과 외핵의 경계에서 상승하므로 상부 맨틀의 대류로 판이 이동해도 열점의 위치는 변하지 않습니다.
  고정된 열점에서 마그마가 분출하면 화산섬이나 해산 등이 만들어지고, 판이 이동을 하면서 새로운 화산섬이 연속적으로 만들어져 일정한 배열을 보이기도 합니다.
• 판의 이동 속력
  열점을 통해서 판의 이동 방향과 나이의 정보를 알 수 있습니다. 판은 나이가 적은 화산섬에서 나이가 많은 화산섬 방향으로 이동합니다.
  $$ 판의 이동 속력=\frac{화산섬과 열점 사이의 거리}{화산섬의 나이} $$
  [ConFer]
• 맨 앞의 그림 자료와 함께 봐주시면 좋습니다.
  본 글 맨 앞의 그림은 하와이 주변 화산섬들의 위치와 나이를 표시한 그림입니다. 이때 하와이를 포함한 판은 과거에 ㉡쪽으로 이동하다가 중간에 방향을 바꿔 현재는 ㉠쪽으로 이동한다는 것을 추정할 수 있습니다.
• 열점의 위치
  하와이 섬의 킬라우에아 화산처럼 해양판의 내부에 존재하는 곳도 있고, 미국의 옐로스톤처럼 대륙판의 내부에 존재하는 곳도 있습니다. 우리나라의 백두산과 제주도 등의 화산 은 모두 열점 분출에 의해 만들어졌습니다.

1-4. 상부 맨틀의 운동과 플룸 운동 비교

1) 상부 맨틀의 운동

• 이론
  판의 섭입 전 지구 표면의 수평 운동 및 판의 섭입 과정에서의 수직 운동을 설명합니다.
• 활동 영역
  활동 영역은 연약권 내의 대류입니다.
• 원동력
  맨틀 내에 존재하는 방사성 물질의 붕괴에서 나오는 열과 상하부 깊이에 따른 온도 차이로 발생하는 열대류가 원동력입니다.
• 대표적인 지형
  대서양 중앙 해령, 태평양 해령, 해구, 변환 단층

2)플룸 운동

• 이론
  지구 내부의 변동이 플룸의 상승이나 하강에 의해 지배받고 있다는 이론입니다. 지구 내부 움직임 중 대규모의 수직 운동을 주로 설명합니다.
• 활동 영역
  활동 영역은 맨틀-핵 경계에서의 물질 상승과 하강입니다.
• 원동력
  상승하는 뜨거운 플룸과 하강하는 차가운 플룸이 거대 규모의 대류를 일으키며 판을 이동시킵니다.
• 대표적인 지형
  하와이 열점

[ConFer]

• 상부 맨틀의 운동과 플룸 운동
  상부 맨틀 운동을 포함하는 판 구조론이 판이 섭입되기 전까지 지표면에서 발생 하는 판의 운동을 설명한다면, 판의 섭입이 시작되면서부터는 플룸 구조론이 판 구조 운동의 근본적인 원동력인 맨틀을 포함한 지구 내부 운동을 설명한다고 할 수 있습니다.

1-5. 판구조론이 정립되는 과정

• 1912년 베게너의 대륙 이동설
  과거 모든 대륙이 하나로 뭉쳐진 판게아가 존재하였고, 판게아가 분리되고 이동하여 오늘날과 같이 대륙이 분포하게 되었다는 대륙 이동설을 주장합니다.
• 1929년 홈스의 맨틀대류설
  맨틀이 대류를 하고 있고, 이 힘으로 대륙이 이동한다는 맨틀 대류설을 주장합니다.
• 1940~1950년대 음향 측심법의 발달
  제2차 세계 대전 이후 해저에 대한 관심이 증가하고, 초음파를 이용한 음향 측심법이 발달하면서 해저 지형에 대한 정밀 탐사가 폭넓게 진행되었습니다.
• 1960년대 초 헤스와 디츠의 해저확장설
  해령에서 새로운 해양 지각이 형성되고, 해령을 축으로 양쪽으로 멀어짐에 따라 해저가 확장된다는 해저확장설을 주장하였습니다.
• 1963년 바인과 매슈스
  해양저 확장의 증거로 고지자기 줄무늬가 해령을 가운데 두고 좌우 대칭으로 분포한다고
  설명하였습니다.
• 1965 윌슨
  변환 단층을 발견하고 명영하였으며, 변환 단층의 발견은 해양저 확장의 증거가 되었으며, 해양저 확장설이 판 구조론으로 발전하는 데 큰 영향을 미쳤습니다.
• 1960년대 후반
  아이작스, 모건, 매켄지 등 여러 과학자들이 판 구조론의 틀을 만들었습니다.
• 1970년대 초 판 구조론
  오늘날과 같은 통합 이론으로 판 구조론이 탄생하였습니다.
• 최근 플룸구조론
  판 내부의 대규모 화산 활동을 설명하기 위해 플룸구조론이 등장하였습니다.