한반도 30억년 전에는 ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 한반도 속살 암권맨틀 20억년 전에 ‘세대교체’

 

 

 

 

 

 

 

사회 여러 분야에서 끊임없이 세대교체가 일어난다. 한 시대를 이끌던 정치인, 스타 배우도 시간이 지나면 젊고 패기 넘치는 신세대 후배들에게 자리를 내준다. 세대교체는 심지어 우리가 발을 딛고 살아가는 땅덩어리 밑에서도 일어난다. 최근 한반도 땅속의 암석이 생각보다 ‘젊다’는 사실이 밝혀지면서 오래전 ‘세대교체’가 이뤄졌을 가능성이 제기됐다. 지각 나이보다 5억∼12억년 젊어 지구를 커다란 복숭아라고 하면 씨에 해당하는 부분이 핵, 먹는 부분이 맨틀, 껍질이 지각이다. 지각은 맨틀 윗부분의 일부가 녹아 굳어져 생성된다. 지각이 만들어지고 남은 맨틀 윗부분을 ‘암권(巖圈)맨틀’이라 부른다. 암권맨틀은 유체(流體)인 맨틀보다 단단한 고체라 지각을 떠받쳐주는 역할을 한다. 보통 지각과 암권맨틀은 비슷한 시기에 형성된다. 해양 밑에 있는 암권맨틀의 두께는 8∼10km, 대륙 아래 암권맨틀의 두께는 지역에 따라 다르다. 특히 25억∼30억 년 전에 형성된 지각 밑 암권맨틀은 전 지구적으로 두께가 200∼250km에 이른다고 알려져 왔다. 따라서 과학자들은 암권맨틀 나이가 지각나이와 마찬가지로 25억 년인 한반도 암권맨틀의 두께를 약 250km로 추정해 왔다. 그러나 최근 연구에서 한반도 암권맨틀의 나이가 생각보다 적고 두께도 얇다는 결과가 나왔다. 한국지질자원연구원 지질기반정보연구부 이승렬 박사팀은 충북 보은군, 경기 평택시, 제주도, 백령도 등에서 오래전의 지각운동에 의해 암권맨틀을 이루고 있는 암석이 땅 위로 노출돼 있는 곳을 찾아냈다. 암석을 채취한 다음 갈아서 방사성 동위원소 성분을 분석했다. 동위원소가 얼마나 남아 있는지를 알면 암석의 나이를 유추할 수 있다. 분석 결과 암석은 18억∼20억 년인 것으로 밝혀졌다. 희한하게도 암권맨틀의 나이가 지각보다 5억∼12억 년 정도 더 젊다는 얘기다. 두께도 당초 추정치보다 훨씬 적은 100∼120km인 것으로 나타났다.   한국지질자원연구원 연구팀이 백령도에서 채취한 현무암. 군데군데 박혀 있는 것이 땅속의 암권맨틀을 구성하고 있는 암석이다. 그 나이는 18억∼20억살로 밝혀졌다. 사진 제공 한국지질자원연구원     지각과 암권맨틀은 서로 붙어서 거대한 ‘판’을 형성한다. 판이 움직이다가 다른 판과 충돌하면 암권맨틀의 일부가 서로 뒤섞이면서 두꺼워진다. 이 부분은 무게를 이기지 못하고 떨어져 나와 맨틀 깊숙이 가라앉게 된다. 그러면 맨틀 윗부분은 다시 굳어지기 시작한다. 지각을 떠받칠 새로운 암권맨틀을 만들기 위해서다. 판의 움직임 때문에 나이 든 암권맨틀이 가라앉고 신세대 암권맨틀이 생겨나는 것. 연구팀은 18억∼20억 년 전 한반도 땅속에서 이런 ‘세대교체’가 일어났을 것으로 추측하고 있다. 이 박사는 “암권맨틀이 교체되는 현상은 학계에 이미 알려져 있지만 한반도 땅속에서 일어났다는 사실을 알아낸 것은 이번이 처음”이라고 말했다. 그는 또 “이번 조사 결과는 한반도 근처에서 대륙충돌 같은 대규모 조산(造山)운동이 일어나 암권맨틀이 교체됐다는 증거”라고 덧붙였다. 이 연구결과는 국제 지질학 저널인 ‘케미컬 지올로지’ 7월 15일자에 실렸다.      최근에 조산운동이 일어난 대륙일수록 암권맨틀의 두께가 상대적으로 얇다. 반대로 오래되고 안정된 대륙 밑에 있는 암권맨틀일수록 두껍다. 암권맨틀의 형성 시기와 두께는 한반도 안에서도 지역에 따라 다르다. 이 박사는 “충청도의 암권맨틀은 다른 지역보다 더 젊은 것으로 나타났다”고 말했다. 이 박사팀은 지역별 암권맨틀의 형성 시기와 두께를 측정해 이를 한눈에 볼 수 있는 지도를 작성하고 있다. - 동아사이언스, 임소형 기자

 

 

 

 

 

 

 

 

 한반도 30억년 이런일이…

 

 

 

일본의 독도 영유권 주장이나 중국의 고구려사 왜곡 움직임으로 인해

어느 때보다 우리 국토에 대한 관심이 커지고 있다.

그러나 과연 우리는 이 땅에 대해 얼마나 알고 있을까.

한국지질자원연구원과 과학동아는 한반도 30억년 자연사 속에서 벌어진 10대 사건을 선정해 다뤘다.

그 자체가 자연사 박물관이라고 할 만큼 유구한 역사를 자랑하는 한반도 땅에서 벌어진

중요한 사건을 알아보자.

① 29억년 전 한반도 탄생

 

지구는 46억년 전 탄생 직후 온통 불덩어리였다.

점차 용암이 식어가면서 44억년 전 육지가 형성되기 시작했다.

한반도는 그로부터 15억년이 지난 후 맨틀에서 분리된 암석이 지표로 올라오면서 태동했다.

최근 경기도, 강원도, 영남지역에 분포한 고(古)지층의 나이를 조사한 결과

강원 화천군 화천읍 대이리의 변성암에서 한반도에서 가장 오래된 29억년 전의 지르콘이 발견됐다.

지르콘은 열과 화학반응에 강해 타임캡슐 같은 역할을 하는 광물이다.

② 한반도, 바다 위로 떠오르다

 

강원 태백시 일대는 고생대의 기록이 남아 있는 대표적인 지역이다.

이 지층에서는 조개류 화석 위에서 식물 화석이 나와

당시 한반도가 바다에서 육지로 바뀌었다는 것을 알 수 있다.

강원도는 고대 대륙인 곤드와나 대륙의 가장자리인 남위 10∼20도의 적도 근처에서 북상하던 중

바다에서 육지로 떠올랐다. 강원도의 시멘트 산업을 일으킨 석회암은 바다에서 형성된 것이며,

석탄은 한반도가 육지로 바뀐 뒤 식물이 땅에 묻혀 만들어졌다.

③ 두 땅이 통일되다

 

중생대 초기 초대륙 판게아는 남반구의 곤드와나와 북반구의 로라시아 대륙 두개로 나뉘었다.

곤드와나 대륙에서 북중한판이 먼저 떨어져 나와 북상하고,

이어 남중한판이 분리돼 역시 북반구로 향했다.

두 대륙판은 커다란 로라시아 대륙에 가로막혀 서로 충돌하면서 하나가 된다.

이 충돌로 북중한판은 두 조각으로 나뉘고, 그 사이로 남중한판이 끼어들어

3개의 조각이 퍼즐처럼 맞춰지면서 1억5000만년 전쯤 오늘날의 한반도가 됐다.

④ 중생대 땅속은 불구덩이

 

한반도의 암석 3분의 1 이상이 화강암이다.

석굴암이나 다보탑을 만든 이 화강암의 대부분은 중생대에 마그마가 땅속에서 굳어서 생겨난 것이다.

당시 한반도의 땅속은 온통 불구덩이였다는 것.

북한산, 관악산 등 우리나라의 대표적인 바위산들이 이때 형성됐다.

⑤ 공룡천국 경상도

 

중생대 마지막 지질시대인 백악기가 되면서 땅속 마그마의 활동이 잠잠해진다.

이때 한반도는 공룡들의 낙원이었다. 이 시기 지층에서는 다양한 공룡화석이 발견된다.

특히 경상도 지역은 따뜻하고 호수가 발달돼 있어 공룡들이 번식하기에 안성맞춤이었다.

백악기 후기에는 다시 격렬한 화산활동이 시작되면서 한반도 공룡의 자취는 사라진다.

⑥ 동해가 열리다

 

애초 일본은 한반도에 붙어 있었다.

그러던 것이 2500만년 전쯤 일본이 떨어져나가면서 동해가 열리기 시작했다.

동해 형성에 대해서는 두 가지 이론이 있는데

하나는 일본열도가 북쪽은 시계 반대방향으로 남쪽은 시계 방향으로 회전하면서 확장했다는 것이고,

다른 하나는 양산단층 등 한반도와 일본에 위치한 두 개의 단층에 힘이 작용해

이들이 미끄러지면서 확장했다는 주장이다.

동해는 1200만년 전 확장을 중단했고, 지금은 조금씩 좁아지고 있는 것으로 보인다.

⑦ 독도 탄생

 

독도 바다 밑에는 바다의 산, 즉 해산 3형제가 잠겨 있다. 독도해산, 탐해해산, 동해해산이 그 주인공.

해산은 정상부 지름이 20∼30km에 달하고 높이는 2000m나 된다.

수심 200m 아래 독도해산의 정상부에는 지름 500m밖에 안 되는 부분이 수면 위까지 솟아있는데

이것이 독도다. 해산이 형성된 시기는 아직 밝혀져 있지 않다.

독도는 독도해산이 생겨난 후 450만년 전부터 250만년 전까지 화산이 폭발해 형성됐다.

⑧ 백두산 천지와 한라산 백록담

 

몇년 전 한 텔레비전 역사 드라마에서는 고려 태조의 두 아들이 호연지기를 기르기 위해 백두산에 올라

천지를 내려다보는 장면이 나왔다. 하지만 그들은 오늘날과 같은 천지를 보지 못했다.

천지는 1205년의 화산 폭발로 완성됐기 때문이다.

백두산은 2840만년 전부터 최근까지 화산 폭발했다.

한라산은 백두산보다 늦은 170만년 전부터 화산 폭발했고 백록담은 5000년 전쯤에 완성됐다.

⑨ 간빙기의 선물 서해 갯벌

 

수만년 전 빙하기까지만 해도 서해는 지금보다 해수면이 100m 이상 낮아 육지였다.

그러므로 한민족의 조상은 걸어서 서해를 지나 한반도로 이주했을 것이다.

서해의 해수면은 마지막 빙하기가 끝난 1만5000년 전부터 빙하가 녹으면서 급격히 상승했다.

서해 갯벌은 5000년 전에 해수면이 지금과 비슷해지면서 형성됐다.

조수간만의 차가 크고 경사가 완만한 지형 덕분에 서해에 세계적인 갯벌이 만들어졌다.

⑩ 2억년 후 한반도는 대륙의 중심

 

지구의 땅덩어리는 모였다가 흩어지기를 반복한다.

2억년 후쯤에는 흩어져 있던 대륙들이 한데 뭉쳐 초대륙을 이룰 것으로 보인다.

그때 한반도는 그 중심을 차지하게 된다. 한반도 주변으로 북미 대륙, 호주대륙이 다가오기 때문이다.

또 이들 대륙이 유라시아 대륙과 충돌하면서 한반도 주변에는 히말라야와 같은 거대 산맥이 형성된다.

거대 산맥은 대기순환을 차단해 한반도를 사막으로 만들 것으로 전망된다.

 

- 동아사이언스, 박미용 기자