환영
당신의 발이 닿는 지면은 단단해 보이고, 영구적이고, 움직이지 않는 것처럼 느껴집니다.
그것들은 그 어떤 것도 아닙니다.
이상하게도, 지금 당신이 이 글을 읽고 있는 동안, 당신이 앉아 있는 지면은 움직이고 있습니다: 천천히, 끈질기게, 당신의 손가락 깍지길이와 비슷한 속도로.
수백만 년 동안, 그 천천한 움직임은 대륙을 분리시켰고, 지구 상 가장 높은 산을 쌓았으며, 도시를 무너뜨리는 지진을 일으켰습니다.
오늘 우리는 그것이 움직이는 원리를 이해할 것입니다.
이상한 관찰
아무도 믿지 않는 남자
1912년, 독일 기상학자 알프레드 베거는 남아메리카 동해안과 아프리카 서해안이 퍼즐 조각처럼 잘 맞아 떨어진다는 것을 발견했습니다.
그는 모든 대륙이 한 개의 초대륙인 판가에아(그리스어로 '모든 땅'이라는 뜻)를 구성하고, 그것들이 천천히 분리되었다고 제안했습니다.
과학자들은 움직이는 대륙을 상상할 수 없는 강력한 힘이 있다고 웃었습니다. 베거는 1930년 그린란드 탐험 중 사망했으며, 그의 아이디어가 받아들여지지 않았을 때까지 기다려보지 못했습니다.
판구조론이 옳다는 것을 세계가 인정한 것은 30년 후, 새로운 기술이 바다 바닥을 매핑할 수 있게 되어서었습니다.
지구 속에 있는 무엇인가?
층을 벗겨내다
지구를 가로로 자르면 네 가지 주요 층이 있습니다:
조직: 가장 바깥쪽 층입니다. 그것은 얇습니다: 사과의 껍질에 비례적으로 더 얇습니다. 대양 조직은 7km 정도 깊습니다. 대륙 조직은 평균 35km입니다. 그것은 꽤 깁니다, 하지만 지구는 12,742km로 계산됩니다.
mantle: 지각 아래, 약 2,900km 두께입니다. 그것은 뜨거운, 밀도가 높은 암석으로 만들어져 있습니다. 상부 맨틀은 부분적으로 용해되어 매우 천천히 흐르며: 가열된 식판 위에 두른 꿀처럼 흐르기 때문에 아스토페스페어(asthenosphere)라고 불립니다.
외부핵: 연성 철과 니켈로 이루어진 액체층, 약 2,200km 두께입니다. 그것은 매우 뜨겁고(4,500–5,500°C) 철이 용해되어 있어金属이 흐르며 지구의 자기장으로 생성됩니다.
내부핵: 지구의 중심부에 있는 고체의 철과 니켈 공, 약 1,220km 반지름입니다. 그것은 지구의 가장 뜨거운 부분이며, 태양의 표면보다 더 뜨겁게 5,400°C 이상입니다.
깨진 알맹이
부서진 계란 껍질
지구의 지각은 연속적인 껍질이 아니라 약 15개의 주요 지각판(그리고 더 작은 것들)으로 나뉩니다. 그것들은 계란 껍질처럼 부서진 것처럼 맞물려 있습니다.
이러한 판들은 얇지 않습니다. 그것들은 지각과 맨틀의 상부 부분을 포함하며, 그것들을 리톨로스피어(lithosphere)라고 부릅니다. 리톨로스피어는 70-150km 두께로 rigids이고, 그것은 흐르는 부분 용해된 아스토페스페어(asthenosphere) 아래에 떠 있습니다.
일부 판은 대륙을 운반합니다(대륙 판). 일부는 해양 바닥을 운반합니다(해양 판). 대부분은 양쪽 모두를 운반합니다.
가장 큰 판은 태평양 판(Pacific Plate)이며, 대부분의 그것은 해양입니다. 당신은 probably 미국 중부 해령에서 미국 서해안까지 뻗어있는 북아메리카 판(North American Plate)에 앉아 있을 것입니다.
그들이 움직이는 이유는 무엇인가요?
열순환: 엔진
심지어 코어 근처의 지각은 매우 뜨겁습니다. 뜨거운 지반은 밀도가 낮아 위로 올라갑니다. 표면으로 접근하면 냉각되어 밀도가 높아져 다시 아래로 떨어집니다. 이를 연성류라고 합니다.
가열 중인 냄비의 물을 생각해보세요: 바닥의 물이 뜨겁게 되고, 위로 올라가, 표면에서 냉각되어 다시 아래로 떨어집니다. 지각도 마찬가지로 작동합니다: 지반 대신로 매우 천천히.
이 연성류는 지판을 느리게 움직이는 전동벨트 위의 물체처럼 밀어줍니다.
이 과정은 천천히 진행됩니다: 지판은 연간 2에서 15 센티미터만큼 움직입니다: 그러나 수백만 년 동안 지구 전체 표면을 재정형하는 데 충분합니다.
세 가지 유형의 경계
지판이 만나는 곳
지구에서 가장 드라마틱한 지질학은 지판이 만나는 곳에서 발생합니다: 그들의 경계입니다. 세 가지 유형이 있습니다:
분리 경계: 지판이 분리됩니다. 지각에서 용암이 상승하여 간극을 채우고 새로운 지각을 생성합니다. 미드 애틀랜틱 리지는 대서양의 중앙에 위치한 분리 경계입니다. 아이슬란드가 그 위에 위치해 있으며, 북아메리카 지판과 유라시아 지판 사이의 경계에 서게 됩니다.
융합 경계: 지판이 서로 맞닿아갑니다. 대서양 지판이 유라시아 지판에 부딪히면 더 밀도가 낮은 대양 지판이 침강하는 과정이 침강합니다. 두 개의 대륙 지판이 충돌하면 하나는 침강하지 않고 다른 한 쪽이 침강합니다. 산들이 형성됩니다. 히말라야는 인도 지판이 유라시아 지판에 부딪혀 형성된 것입니다.
변형 경계: 지판이 서로 가로로밀어지며 이동합니다. 캘리포니아의 산앤드레이스 결절은 태평양 지판과 북아메리카 지판이 서로 지나가는 변형 경계입니다. 이로 인해 빈번한 지진이 발생합니다.
산이 성장하는 것
힘얼라야: 천천히 충돌하는 과정
약 50만년 전에 인도판: 지구학적으로 빠르게 북쪽으로 움직이고 있었던 판: 유라시아판에 충돌했습니다.
한 쪽도 다른 쪽으로 섭입할 수 없었기 때문에 모두 연속판의 지각이었습니다: 두꺼워지고, 부유하고, 너무 가볍어서 잠길 수 없었어요.
그래서 지각은 접어지고, 굽혔고, 위로 밀어 올려졌습니다. 충돌은 힐마야를 만들었고, 에베레스트 산을 포함하여 지구상에서 가장 높은 곳이 8849m입니다.
그리고 충돌은 끝나지 않았습니다. 인도판은 STILL 아시아에 PUSH되고 있으며, 힐마야는 STILL 성장하고 있습니다.
화산의 원주
재난의 지역
만약 모든 주요 지진과 화산 분출을 지도에 표시하면, 패턴이 즉시 눈에 띄게 됩니다: 그들은 경계에 있는 곳에서 발생합니다.
가장 드라마틱한 예는 화산의 원주: 태평양 해양을 둘러싸고 있는 낫 모양의 띠입니다. 인도판이 여러 다른 판과 만나는 곳에서 태평양 판이 있습니다. 세계의 활성 화산의 약 75%와 90%의 지진이 화산의 원주에서 발생합니다.
이것은 우연이 아닙니다. 지진은 판이 갑자기 서로를 지나치면서-built-up stress를 방출할 때 발생합니다. 화산은 녹는 것을 찾는 경로가 있는 곳에서 형성됩니다: 종종 섭입 지대에서, 판이 잠길 때 녹는 것이되고, 용암이 상승합니다.
Richter 척도는 지진의 크기를 측정합니다: 방출된 에너지 양입니다. 각 전위 숫자 증가는 약 32배의 에너지입니다. 지진의 크기가 7인 경우, 5인 경우에 비해 약 1,000배 더 많은 에너지를 방출합니다.
왜 경계?
연결하는 점
테크토닉 판의 내부는 상대적으로 안정적입니다. 암석은 단단하고, 판은 하나의 단위로 움직이고 있으며, 지각이 찌거나 용융할 이유가 없습니다.
하지만 경계에서는 판들이 갈라지거나 떨어지는 것이나 충돌하고 있습니다. đó가 스트레스가 쌓이는 곳, 지각이 파열되고, 용암이 탈출 경로를 찾는 곳입니다.
그림자처럼 생각하시면 됩니다: 중간은 강하지만, 모서리와 코너는 갈라지는 곳입니다.
우리는 어떻게 알게 됩니까?
증거는 어디서나 있습니다
베거(Berger)는 1912년에 대륙이 이동한다는 주장을 제시했지만, 메커니즘을 설명할 수 없었습니다. 현대의 증거는 그를 여러 번 입증했습니다:
화석 분포: 브라질과 서아프리카에서 동일한 화석을 찾을 수 있는 Mesosaurus (물가 도마뱀)는 대서양을 헤엄쳐서 갈 수 없었기 때문에, 대륙이 연결되었음을 보여줍니다.
매칭 암석 종류: 스코틀랜드의 산맥이 미국 동부 애플래첸산맥과 대륙을 다시 붙여보면 완벽하게 일치합니다. 같은 암석, 같은 나이, 같은 형성: 대서양을 가로질러 분리되어 있었습니다.
빙하 자국: 아프리카, 인도, 남아메리카, 호주에서 발견된 고대 빙하 자국은 모두 한 개의 빙하판이 중심이 되는 앤틱아르티카에 맞춥니다: 정확히 그 대륙이 Pangaea에서 위치한 곳입니다.
GPS 측정: 오늘날 우리는 GPS 위성으로 직접 판 이동을 측정할 수 있습니다. 북아메리카는 유럽으로부터 연간 약 2.5cm 떨어집니다. 실시간으로 움직임을 관찰할 수 있습니다.
미래의 지구
어디로 가고 있나요?
판들이 현재 속도로 계속 움직이면, 지질학자들은 대륙이 미래에 어디에 있을지 예측할 수 있습니다.
약 250만 년 후, 대륙이 다시 충돌하여 새로운 초대륙으로 합쳐질 것으로 예상됩니다. 과학자들은 이를 다양한 이름으로 부르기도 합니다: 판가에아 ultima, 아마시아, 또는 노보판가에아 등으로, 그들이 사용하는 모델에 따라 다릅니다.
대서양은 폐쇄됩니다. 아프리카는 유럽과 합쳐집니다. 오스트레일리아는 동남아시아로 북쪽으로 이동합니다.
이것은 이미 일어났습니다. 판가에아가 초대륙이 아니었다는 것을 알아차릴 수 있습니다: 수억 년 동안 여러 번 발생했습니다. 분리와 재조립의 주기는 약 400-500만 년입니다. 지질학자들은 이를 초대륙 사이클이라고 합니다.
당신이 기억할 것은 무엇인가요?
큰 그림
지구는 정적이 아닙니다. 그것은 끊임없이 움직이는, 끓어오르는 행성입니다: 얇은 지각이 천천히 움직이는 암석의 바다 위에 떠 있는 것입니다.
모든 것이 연결되어 있습니다: 대류류가 판 운동을 유도합니다; 판 경계는 지진, 화산, 산을 생산합니다; 증거는 지각, 화석, GPS 데이터에 기록되어 있습니다.
알프레드 베거는 백년 전에 판자들의 조각을 보았습니다. 세계는 몇 년이 지난 후에 따라잡았습니다. 오늘날, 판 지구물리학은 과학의 모든 분야에서 가장 강력한 프레임워크 중 하나입니다: 일본이 지진을 겪는 이유부터 당신이 산꼭대기에 해조류 조각을 찾을 수 있는 까닭까지 모든 것을 설명합니다.