왜 유라시아판은 크고, 필리핀판은 작나

2016.07.10 18:00

네이처 제공

지구 표면은 크기가 제각각인 수십 개의 판(plate)으로 이뤄져 있다. 마치 퍼즐 조각처럼 서로 맞물려 있는 이 판들 중에는 태평양판이나 유라시아판처럼 큰 판도 있는 반면, 필리핀판처럼 작은 판도 있다.

 

이번주 ‘네이처’ 표지에는 판의 크기가 천차만별인 이유를 밝힌 연구성과가 실렸다. 

 

니콜라스 콜티스 프랑스 리옹1대 지구과학과 교수팀은 판의 크기를 결정하는 두 가지 요인이 해구의 위치와 판의 강도라는 사실을 컴퓨터 시뮬레이션으로 밝혀 ‘네이처’ 7일자에 발표했다.

 

연구진은 판이 어디서 잘 나뉘는지 알기 위해 3차원 컴퓨터 모델을 만들어 맨틀과 지각의 움직임을 시각화했다. 맨틀은 지구 내부의 유동성 고체로 서서히 움직이며 위에 있는 판(지각과 최상부 맨틀)을 이동시킨다.

 

시뮬레이션 결과 마그마가 올라와 새로운 지각이 생기는 해령보다는 지각이 맨틀로 가라앉는 해구에서 판이 더 잘 나뉜다는 사실이 발견됐다. 특히 곡선으로 휘어져있는 해구가 있는 지형일수록 판이 잘 깨졌다.

 

판의 강도도 중요했다. 물체에 힘을 가했을 때 변형되지 않고 최대한 버틸 수 있는 한계를 ‘항복응력’이라고 하는데, 시뮬레이션 결과 항복응력이 강한 판일수록 크기도 컸다. 150메가파스칼(MPa)까지 버틸 수 있는 판은 사우스샌드위치판(17만 ㎢) 정도 크기로 유지됐고, 200메가파스칼까지 버틸 수 있는 판은 태평양판(1억330만 ㎢) 정도 크기로 유지됐다.

 

연구진은 “판의 크기가 어떻게 결정되는지 그동안 명확히 설명할 수 없었는데, 이번 연구를 통해 맨틀의 대류와 판의 성질 때문이라는 사실을 확인했다”고 밝혔다. 

 

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