지구의 내부구조와 지각 약권

지구의 내부구조와 지각

지구의 내부는 직접 들여다볼 수 없지만 지진파의 연구를 통해 밀도가 다른 여러 층으로 구성되었다는 사실이 일찍부터 알려졌다. 지구의 중심에는 반경 3,488km, 온도 2,200~2,700 ºc의 핵이 자리한다. 핵은 내핵과 외핵으로 구성되어 있다. 내핵은 고체, 외핵은 핵체 상태로 존재한다. 물질이 동일한 데도 내핵은 고체, 외핵은 액체 상태로 존재하는 까닭은 철의 용융온도에 미치는 압력의 효과와 관련이 있는 것으로 해석된다. 압력은 온도보다 지구의 중심에 가까울수록 급격히 증가하는데, 내핵에서는 온도에 비하여 압력이 너무 커서 철이 고체상태로 변화하게 된 것이라고 생각된다. 그리고 외핵을 둘러싸고 있는 맨틀은 두께가 약 2,890km로 감람석과 휘석을 많이 포함한 초염기성 암석으로 이루어졌다. 

 

지각

지각은 해양지각과 대륙지각으로 나뉜다. 대륙지각은 30~70km로 일정하지 않으나 평균 35km이고, 화성암, 퇴적암, 변성암 등의 각종 암석으로 이루어졌으며, 밀도가 2.7g이다. 대륙지각의 주성분은 규서와 알루미늄으로 화강암질암석과 거의 같다. 대양지각은 두께가 평균 8km이고, 규소와 마그네슘이 주성분인 현무암질 암석으로 이루어졌으며, 밀도가 3.0g이다. 대륙지각은 가볍고 대양지각은 무겁다. 한편 지진파가 지각과 맨틀의 경계면을 통과할 때는 밀도의 차이로 인해 속도가 급변한다. 이 불연속면은 이를 발견한 지진학자의 이름을 따라 모호면이라고 부른다. 지구의 최상층부는 지각과 맨틀로만 구분되는 것으로 믿어 왔다. 그러나 1960년대 말경부터 판구조론이 제창되면서 그것은 지각의 전부와 맨틀의 일부를 포함하는 암석권과 그 밑의 약권으로 구성되어 있음이 확실해졌다. 약권과 외핵 사이의 맨틀은 중간권이라고 한다. 

암석권은 단단하게 굳은 암석으로 이루어졌으며, 다음에서 설명하는 바와 같이 여러 개의 지판으로 나뉘어 있다. 암석권의 두께는 대륙과 대양간의 차이가 있는데, 대양성 암석권에서는 약 100km, 대륙성 암석권에서는 약 200km로 나타난다. 약권을 지하 350km 깊이까지 계속되며, 약권의 암석은 온도와 압력의 관계에서 강도를 잃어버려 마치 버터나 타르처럼 유동성을 보유하게 된 것으로 알려졌다. 

약권

약원은 지판의 운동을 가능하게 해 준다는 점에서 대단히 중요하다. 온도 1,300 º c의 암석은 어떤 종류이건 100km 깊이에서는 압력이 높아서 강도를 잃어버린다. 이 깊이는 대양성 암석권의 밑바닥과 일치한다. 대양성 암석권과 대륙성 암석권 사이에 나타나는 두께의 차이는 이들 암석권의 지온경도 가 서로 다르기 때문에 생긴 석으로 생각된다. 중간권의 암석은 온도가 더 높지만 압력이 막대하여 크게 압축되어 있다. 중간권의 밑바닥에서는 암석의 밀도가 5.5g로 높아진다.  암석권의 여러 지판은 유동성을 보유한 약권 위에 뜬 상태에서 각기 다른 방향으로 움직이고 있고, 지구의 일차적 기복 또는 세계의 대지형은 이들 지판의 움직임과 관련하여 그 경계지대에서 형성된 것이다. 

지구 표면의 29%는 육지, 나머지 71%는 바다로 되어 있다. 대륙에는 높은 산맥과 고원이 있고, 이러한 곳에서 깎이는 침식물질은 낮은 곳으로 운반되어 평야를 형성하기도 하지만 대부분은 바다로 유출된다. 육지의 지형은 우리에게 낯익다. 그러나 바다 밑의 지형은 제 2차 세계대전 이후 해저탐사가 본격적으로 추진됨에 따라 비로소 자세히 알려지기 시작했다. 

대륙의 주변은 대체로 수심 200m 미만의 평평한 해저지형인 대륙붕으로 이루어졌다. 대륙붕은 너비가 다양한데, 전체 바다에서 차지하는 면적이 17%이다. 대륙붕은 육지로부터의 퇴적물이 집중적으로 쌓이는 곳으로 화강암질 암석으로 이루어져 지질의 면에서 대륙의 연장이나 다름없다. 대륙붕 너머에는 경사가 급변하는 대륙사면이 나타나며, 대륙사면 아래에는 퇴적층이 선상지 모양으로 두껍에 쌓인 너비 수백 킬로미터의 대륙융퇴가 형성되어 있고, 그 바깥쪽에는 심해평원이 펼쳐진다. 수심 4,000m 내외의 대양저는 현무암질 암석으로 이루어졌으며, 주로 생물 기원의 연니로 덮여 있다. 대양저에서 가장 두드러지는 지형은 해령과 해구이다. 해령과 해구는 지판의 운동과 관련하여 형성된 지형이다. 해령은 중앙해령이라고도 불리며 해저산맥으로 높이가 다양하다. 해구는 대양저보다 수십 미터나 더 깊은 해저지형으로 좁고 길게 형성되어 있다.