베게너가 주장한 대류기동설은 베게너가 죽은 후에도 받아들여지지 못했죠. 과학기술의 발전으로 바닷속을 볼 수 있게 되었고 이는 베게너의 억울함을 풀어줄 실마리가 되었습니다. 오늘은 어떤 이론들이 대류기동설을 정말 믿을만한 사실로 살려내었는지 알아보겠습니다. 맨틀 대류설을 기억하시나요? 땅 깊은 곳에서 올라오는 맨틀이 분출되면서 새로운 땅을 만들어낸다고 했죠.
1960년대 해스와 디츠는 바다가 점점 넓어지고 있다는 해양 확장설이라는 이론을 제안합니다. 이름 그대로 바다, 즉 해양이 넓어진다는 얘기죠. 왜 이런 얘기를 했을까요? 과학기술의 발달로 바다 깊은 곳에 커다란 산맥이 있다는 걸 발견합니다. 이 바닷속 산맥을 해령이라고 부르기로 했죠.
바로 이 해령이 바다가 넓어지고 있다는 걸 설명해 준다고 말합니다. 그들의 이론은 이렇습니다. 바다 깊은 곳에서 맨틀이 솟아올라옵니다.
맨틀이 이렇게 솟아올라오니까 이 맨틀이 밖으로 분출되면서 우뚝 솟아있는 산맥인 해령을 만들고 이 해령을 중심으로 계속 새로운 바닷속 땅인 해저지각이 만들어지며 바다가 넓어진다는 게 해양 확장설의 이론이었죠 정리하면 해양 확장설 이란 해스와 디츠에 의해 주장되었고 바다가 점점 넓어진다는 가설입니다 바다 땅 속 깊은 곳에서 맨틀이 올라오면서 해령을 만들고 그로 인해 계속 바다가 넓어진다는 가설이죠 아래쪽에서 맨틀이 올라오고 이 맨틀에 의해서 해령이 만들어지고 계속 맨틀이 올라오면서 옆으로 지각이 넓어지는 모습을 볼 수 있습니다. 그럼 해스와 디치는 왜 이 해양 확장서를 주장했을까요? 굉장히 많은 증거가 있었기 때문인데 지금부터 그 증거를 하나씩 보도록 하죠.
첫 번째 증거는 해령의 중심에서 멀어질수록 암석의 나이가 많아진다는 겁니다. 우리는 암석의 나이를 알 수 없을 때 알 수 있는 기술이 있습니다. 이 기술로 해령의 중심부터 돌의 나이를 측정한 것이죠. 그랬더니 해령에 가까운 것일수록 나이가 젊은 돌이고 해령에 멀어질수록 나이가 오래된 암석이란 걸 알아낸 것입니다.
이게 뭘 말해줄까요? 그건 이겁니다. 해령의 중심에서 맨틀이 솟아올라오면 새로운 지각이 만들어지겠죠.
그리고 시간이 흘러 또 맨틀이 솟아올라오면 새로운 지각이 만들어지면서 기존의 지각을 바깥쪽으로 밀어낼 겁니다. 역시 마찬가지로 또 맨틀이 올라오면 더 이렇게 밀릴 테고요. 그러다 보니까 가장 바깥에 있는 녀석이 제일 오래된 암석이 될 것입니다. 그리고 해령의 중심에 가까울수록 제일 젊은 암석이 될 것이고요.
즉 해령을 중심으로 바다가 확장하기 때문에 바깥쪽 암석의 나이가 오래되었다는 것이죠. 두 번째 증거는 해령의 중심에서 멀어질수록 퇴적물이 두껍다는 겁니다. 퇴적물이라는 것은 바닷속에 차곡차곡 쌓여있는 암석들을 말합니다.
해령의 중심에서 바깥으로 갈수록 퇴적물이 많다는 얘기는 그만큼 오랜 시간 퇴적물이 쌓였을 거라는 걸 추측할 수 있죠. 비교적 새로 생긴 해령 중심 근처에 있는 퇴적물은 쌓인 시간이 적기 때문에 두껍지 않은데 해령의 중심에서 중심에서 멀어질수록 쌓인 시간이 길기 때문에 더 두꺼운 퇴적물을 볼 수 있는 것이죠. 이 얘기 역시 해령이 확장을 해야 맞는 얘기가 되죠.
세번째 증거는 해령의 중심에서 멀어질수록 수심이 깊어진다는 것입니다. 해령은 산맥이죠. 즉당에서 해령이 솟아올라서 산맥이 만들어지니까 당연히 해령 부분이 가장 높을 것이고 새로운 지각이 생겨나면서 산맥 아래쪽으로 밀려나니까 수심이 해령에서 멀어질수록 깊은 것이죠 이건 역시 해령에서 새로운 지각이 만들어졌음을 증명하는 겁니다 네 번째 증거는 섭입대의 존재입니다 섭입대가 무엇인지 보죠 맨틀이 하강하는 부분에서는 대륙끼리 부딪히면서 무거운 쪽이 아래로 내려간다 했습니다 그러면서 지각이 소멸한다고도 했죠 좀 더 자세한 그림을 보면 이런 느낌입니다 맨틀이 하강하게 되면서 두 지각이 부딪히게 되고 무거운 쪽이 아래쪽으로 내려가게 됩니다.
맨틀이 부딪힌 경계는 바다 골짜기 같은 것이 생기는데 이것이 바로 해구 라고 부릅니다. 두 지각이 부딪히면서 생긴 골짜기죠. 자 한쪽은 바다 아래쪽에 있으니까 해양지각이고 하나는 대륙 아래쪽에 있으니까 대륙지각입니다.
해양지각과 대륙지각이 부딪히면 해양지각이 무겁기 때문에 해양지각이 아래쪽으로 내려가게 됩니다. 그럼 섭입대가 무엇이냐? 그것은 해양지각과 대륙지각을 이루고 있는 이 경계면 이게 바로 섭입대입니다.
이 섭입대의 존재가 왜 해양학장설의 증거가 되냐면 이 섭입대에서는 지진이 발생합니다. 두 지각이 부딪히니까 그러면서 당연히 지진이 발생하겠죠. 그런데 중요한 것은 해구로부터 지진이 발생한 거리입니다.
해구에서 가까이 발생한 지진의 깊이가 그렇게 깊지가 않죠. 그런데 해구에서 점점 멀어지면 멀어질수록 지진의 깊이가 깊어집니다. 즉 우리가 땅 위에서 지진의 깊이를 측정할 수 있는데 해구에서 점점 지진의 깊이가 멀어진다는 사실이 바로 이 섭입대가 있다는.
증거가 되는 것이고 그 섭입대가 있다는 증거 자체가 해양지각이 움직이면서 확장하고 있다는 증거가 되는 것입니다. 즉 정리하면 해구에서 지각이 빨려 들어가서 지각이 소멸된다는 걸 섭입대를 통해 알 수가 있죠. 그 말은 해저가 확장하는 것 뿐만 아니라 동시에 지각이 사라지기도 한다는 것을 보여주기 때문에 해양확장설의 증거가 되는 것입니다. 다섯번째 변환단층의 존재입니다. 멘탈이 올라와 지각이 지각을 찢어 해령이 생성될 때 사실 해령은 일직선으로 쭉 이렇게 찢어지지 않습니다.
마치 우리가 종이를 찢었을 때 일직선으로 찢어지지 않는 것처럼 지각도 이렇게 지그재그로 찢어지게 됩니다. 여기서 주목해야 할 부분은 바로 이 해령과 해령 사이 부분입니다. 이 부분을 바로 변환 단층이라고 하는 것입니다. 이 변환단층은 지진이 잘 발생하겠죠.
왜냐하면 이 변환단층 부분에서만 지각이 움직이는 방향이 서로 반대라서 두 지각이 엇갈리면서 지진이 많이 발생할 것입니다. 이 변환단층은 지진이 잘 발생할 것입니다. 변환단층에서 지진이 발생한다는 것 자체가 이렇게 해양이 확장되면서 서로 갈리기 때문에 가능한 것입니다. 그래서 이 변환단층에서 지진이 자주 발생한다는 것이 해양이 확장하고 있다는 증거가 되는 것입니다.
자 이제 마 지막 증거를 내보죠. 조금 복잡할 수 있기 때문에 마지막에 제시하는 이 증거는 바로 고지자기 분포입니다. 고지자기의 의미를 알기 위해서는 자기장에 대해서 알아야 할 지식이 있습니다. 자석은 서로 반대되는 극끼리 잡아당기거나 또는 같은 극끼리는 밀어내는 힘이 있습니다. 이것은 자석 주변에 자기장이라는 보이지 않는 힘이 존재하기 때문이죠.
나침반도 자석으로 만드는데 나침반의 N극은 항상 북쪽을 가리킨다고 알고 있습니다. 주변에 다른 자석이 없는데도 왜 항상 N극은 북쪽을 가리킬까요? 그것은 지구 전체가 하나의 자석의 역할을 하기 때문입니다.
지구는 북쪽이 S극이고 남쪽이 N극인 자석의 역할을 합니다. 그래서 지구 어디서든 나침반을 들면 나침반의 N극은 항상 북쪽을 가리키게 됩니다. 서로 반대되는 그 길이 잡아당기기 때문이죠.
돌들 중에서도 자석의 성집, 즉 자성을 띠는 돌들이 있습니다. 자철석이 그 예시 중 하나이죠. 얘네들이 자성을 띠는 것은 얘네들 안에 매우 작은 자석들이 엄청나게 많기 때문입니다. 이 작은 자석들이 같은 방향으로 나열에 있으면 돌도 자성을 가지게 되는 것이죠.
하지만 이 자철석이 마그마 상태일 때는 작은 자석들이 마구잡이로 배열되어 있어 자성이 없다가 이 마그마가 굳어지면서 작은 자석들이 특정 방향으로 나열되면서 자성을 가지게 되는 것이죠. 그럼 이 작은 자석들의 방향을 결정하는 건 무엇일까요? 그것이 바로 지구 자석입니다. 지구 자석은 북쪽이 S극이고 남쪽이 N극이니까 암석 속의 작은 자석들은 북쪽이 N극 남쪽이 S극인 자석으로 굳어버리는 것이죠.
그럼 이 세상에 있는 모든 돌은 북쪽이 N극 남쪽이 S극이어야 되지만 신기하게도 어떤 돌 은 그 반대인 경우도 있습니다. 이게 뭘 의미하나요? 지금은 지구 자석이 북쪽이 X극이었지만 먼 과거에는 지구 자석의 북쪽이 N극이었던 시절도 있었다는 얘기가 됩니다. 사실 이유를 알 수는 없지만 일정 주기로 지구 자기장은 계속 변하고 있습니다. 매우 긴 시간이지만요.
즉 지구 자석이 북쪽이 S극일 때 생긴 암석은 북쪽이 N극인 암석이 되고 지구 자석의 북쪽이 N극인 시절에 생긴 암석은 북쪽이 S극인 암석이 만들어지는 것이죠. 이런 자성을 띠는 돌의 N극, S극 방향을 보면 옛날 지구의 자기장 방향을 알아낼 수가 있다는 것입니다. 이 옛날 지구의 자기장 방향, 이 말을 줄여서 바로 고지자기라고 합니다.
옛날 지구의 자기장이라는 의미죠. 그럼 이 고지자기가 해양학장설과 무슨 상관이 있을까요? 해령을 중심으로 고지자기를 조사해봤습니다.
즉 해령 중심으로부터 발견되는 자성을 띠는 돌들의 N극의 방향을 알아본 것입니다. 자 그랬더니 어느 암석은 N극이 북쪽을 향하고 어느 암석은 N극이 남쪽을 향하고 또다시 N극이 북쪽을 향하고 또다시 N극이 남쪽을 향하면서 이런 줄무늬 모양의 모습이 나왔던 것입니다. 또 하나 신기한 것은 해령의 중심으로 같은 거리에 있는 암석들은 고지자기 방향이 같았던 겁니다. 이것을 어떻게 설명할 수 있을까요?
이게 바로 해양학장설에서 말하는 강력한 증거입니다. 해양의 중심에서 새로운 지각이 만들어지겠죠. 이때 생긴 지각은 지구 자기장 지구의 방향에 따라서 그 자기장 방향이 결정될 것입니다. 예를 들어서 남쪽이 N극인 방향으로 지각이 만들어졌다는 것은 그 당시 지구 자기장의 남쪽이 S극이었다는 얘기가 되죠.
그러다 시간이 흘러 지구자기장이 반대로 변했 습니다. 그리고 해령의 중심에서 마그마가 올라와서 새로운 지각을 만들면 그때 만들어진 암석의 자기장 방향은 전과는 반대가 되겠죠. 왜냐하면 지구자기장도 반대로 바뀌었으니까요. 즉 이런 식으로 지구자기장이 변하고 다시 암석이 만들어지고 이런 식으로 반복하다 보니까 이런 줄무늬 분포가 나타난다는 것입니다. 즉 해양이 확장하지 않고서는 이런 고지자기 줄무늬가 나타날 리가 없다는 것입니다.
그래서 이 고지자기 분포는 해양학장설의 가장 강력한 증거가 됩니다.