[KISTI의 과학향기] 신의 직소퍼즐 '판게아울티마'
지구 '판퍼즐 맞추기' 계속해와 "2억5,000만년뒤 6대륙 하나로"
지난 1월 미국 뉴욕타임스는 흥미로운 기사 하나를 내보냈다. 2억5,000만 년 뒤 지구의 대륙이 뭉쳐 ‘판게아울티마’라는 초대륙을 만든다는 것이다. 판게아울티마는 ‘마지막 판게아’라는 의미다. 마치 도넛처럼 생긴 대륙 가운데 동그라니 자리 잡은 인도양의 모습이 새로운 이 초대륙은 우리나라에서도 화제가 됐다.
판게아울티마라는 이름은 약 2억5,000만 년 전 고생대 말의 초대륙 ‘판게아’에서 유래했다. 당시 대륙은 모두 모여 하나의 땅덩어리를 이뤘고 ‘판탈랏사’라는 거대한 바다가 판게아 주변을 감싸고 있었다.
그 뒤 판게아는 이후 갈라지고 붙기를 반복하며 현재의 대륙 분포를 만들었다. 이렇게 땅이 움직인다는 것이 유명한 알프레드 베게너의 ‘대륙이동설’이다. 그리고 이 대륙들이 미래에 다시 하나로 모인다는 가설이 ‘판게아울티마 이론’이다.
대체 어떤 힘이 초대륙을 만들고 또 갈라놓는 것일까.
1990년대에 ‘플룸 구조론’이 등장한다. 고전적인 판구조론을 보완하기 위함이다. 플룸은 핵과 맨틀의 경계면에서 상승하거나 맨틀 속으로 가라앉는 열기둥을 의미한다.
플룸 구조론에서는 하부맨틀과 맨틀ㆍ핵 경계부에서 일어나는 복잡한 대류가 판을 움직이는 힘이라고 본다. 생성된 지 오래된 해양판은 맨틀 속으로 들어가며 판을 잡아당기는데 이 힘이 판을 움직이고 대륙의 형태를 바꾸는 근원이다.
지각은 맨틀보다 가볍기 때문에 해양판에서 떨어져나간 지각들은 맨틀 안에 쌓인다. 하지만 덩어리들이 너무 많이 축적되면 아래로 가라앉기 시작한다.
이것이 ‘차가운 플룸’(cold plume)이다. 차가운 플룸은 핵과의 경계면까지 떨어져 이 부분의 온도 분포를 뒤흔드는데 이 때문에 뜨거운 덩어리 즉 ‘뜨거운 플룸’(hot plume)이 생성돼 지표면으로 치솟는다. 플룸으로 인한 맨틀의 움직임 때문에 지구 표면의 판은 직소퍼즐처럼 맞춰졌다가 해체되기를 반복하는 것이다.
지질구조나 암석에 남은 증거를 봤을 때 초대륙은 약 5억 년 주기로 새로이 만들어졌다. 공교롭게도 판게아가 만들어졌을 때 지구상에는 가장 큰 규모의 멸종이 일어났다. 당시 존재했던 생물종의 95% 이상을 삼킨 ‘페름기 대멸종’은 대륙이 하나로 붙으며 생물들이 주로 서식하던 얕은 바다가 사라지고 내륙이 사막화되며 일어난 일로 추정된다.
생명이 아직 탄생하기 전부터 지구는 판이라는 퍼즐을 계속 맞춰왔다. 먼 훗날 인류가 사라져도 지구의 내부는 활발히 움직일 것이다.
(글:김은영 과학칼럼니스트)
입력시간 : 2007/05/16 20:14
