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대륙이동 : 초대륙

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- 한반도 형성





글 김동희 / 국립중앙과학관 연구사

우리는 판구조론을 통해 지각은 새로 생성되고 소멸되며, 판 위에 놓인 대륙은 이동한다는 것을 배웠다. 이러한 과정을 통해 지구상의 대륙들은 서로 모이고 분리되면서 끊임없이 그 모습과 위치를 바꾸어 왔다. 원시 지구의 탄생 이후 현재까지 지구상의 여러 대륙들이 모여서 만든 하나의 거대 대륙인 초대륙(supercontinent)에 대해 알아보도록 하자.

최초의 초대륙 발바라

지구상에 존재했을 것으로 추정되는 최초의 초대륙은 발바라(Vaalbara)이다. 남아프리카의 카프발(Kaapvaal) 지괴와 오스트레일리아의 필바라(Pilbara) 지괴에 대한 연구결과 이 암석들의 연대가 약 35억 년이며, 겉보기 지자기극의 이동 경로가 유사한 것이 밝혀졌다. 이것은 약 35억 년 전에는 이 두 지괴가 서로 모여 있었다는 것을 의미하며, 이를 근거로 초대륙 발바라의 존재가 제시되었다. 초대륙 발바라는 약 36억 년 전에 형성되기 시작해, 약 31억 년 전에 완전히 형성됐다. Vaalbara라는 명칭은 Kaapvaal의 vaal과 Pilbara의 bara를 결합한 것이다.



최초의 초대륙으로 추정되는 발바라 초대륙 중 남아프리카의 카프발 지괴(붉은 색 부분). 오스트레일리아의 필바라 지괴(붉은 색 부분)


초대륙 우르
초대륙 우르(Ur)는 약 30억 년 전에 형성된 초대륙으로, 오늘날의 아프리카, 인도, 오스트레일리아에 초대륙 우르를 구성했던 암석들이 남아있다. 초대륙 우르의 크기는 아마도 현재의 오스트레일리아보다 작았을 것으로 추정된다. 우르는 형성 이후부터 약 2억 년 전 까지는 단일 대륙의 형태를 유지했으며, 후에 초대륙 판게아가 로라시아와 곤드와나로 갈라질 때 쪼개졌다.


초대륙 케놀랜드
초대륙 케놀랜드(Kenorland)는 약 27억 년 전에 저위도에 형성된 초대륙으로, 일차적으로 짐바브웨 지괴와 카프발 지괴의 충돌에 의해 형성되기 시작했다. 아울러 오스트레일리아의 가울러(Gawler) 지괴, 남극, 인도, 그리고 중국이 충돌했고, 새로 형성된 대륙 지각이 부가되어 초대륙 케놀랜드를 형성했다. 초대륙 케놀랜드는 약 25억 년 전부터 분열하기 시작한 것으로 추정된다.

초대륙 콜롬비아
초대륙 콜롬비아(Columbia)는 약 18억 년 전에 형성된 것으로, 남북의 길이가 12,900km 그리고 너비는 4,800km로 추정된다. 누나(Nuna) 또는 허드슨랜드(Hudsonland)로도 불린다. 초대륙 콜롬비아는 약 16억 년 전에 분열하기 시작해, 약 13억 년 전~12억 년 전에 분열이 종료됐다. 현재 초대륙 콜롬비아를 구성하고 있던 암석들은 북아메리카, 남아프리카, 마다가스카르, 인도, 남극, 그린란드, 발티카(북유럽), 시베리아, 서아프리카, 북중국, 남아메리카 등으로 거의 모든 대륙이 포함된다.

초대륙 로디니아
초대륙 로디니아(Rodinia)는 약 11억 년 전부터 약 7억 5천만 년 전 사이의 기간에 존재했던 초대륙이다. 로디니아의 어원은 ‘태어나다’는 뜻을 지닌 러시아어 rodit에서 유래했다. 현재 초대륙 로디니아를 구성하고 있던 암석들은 북아메리카, 동유럽, 남아메리카, 서아프리카, 오스트레일리아, 인도, 남극대륙, 시베리아, 북중국 및 남중국 등에 퍼져 있다. 초대륙 로디니아는 약 7억 5천만 년 전에 맨틀에서 올라오는 거대상승류에 의해 원시 로렌시아(Laurentia), 콩고 지괴, 그리고 원시 곤드와나대륙으로 분리되기 시작했다. 이로 인해 원시 태평양이 탄생했다.

초대륙 파노티아
초대륙 파노티아(Pannotia)는 약 6억 년 전부터 약 5억 4천만 년 전 사이의 기간에 이론적으로 존재했을 것으로 추정되는 초대륙으로, 북동쪽으로 열린 V모습으로 배열되어 있었다. 약 5억 4천만 년 전에 로렌시아, 시베리아, 발티카 및 곤드와나로 분리됐다.


초대륙 판게아
초대륙 판게아(Pangaea)는 약 3억 년 전에 존재했던 초대륙이다. 1915년 베게너(Alfred Lothar Wegener, 1880~1930)는 [대륙과 해양의 기원]이라는 책을 출간하면서 과거에 모든 대륙들이 하나의 거대한 초대륙으로 존재했던 시기가 있었으며 이를 “Urkontinent"로 불렀다. 그 후 1927년 대륙이동설에 대해 토론하던 한 심포지엄에서 이 초대륙의 이름을 판게아로 부르자고 제안되었다. 판게아의 어원은 ‘모든 육지’라는 뜻을 지닌 그리스어에서 유래했다. 판게아는 현재 전 세계에 흩어져 있는 북아메리카, 남아메리카, 아시아, 아프리카, 유럽, 오스트레일리아 및 남극이 하나로 모여 있던 것으로, 로라시아(Laurasia)와 곤드와나(Gondwana)로 구분된다.
로라시아는 초대륙 판게아의 북부지역을 차지하며, 북아메리카 지괴의 이름인 로렌시아(Laurentia)와 유라시아(Eurasia)에서 유래한다. 로라시아는 오늘날 북반구에 위치한 대부분의 대륙, 즉 북아메리카, 발티카, 시베리아, 카자흐스탄, 북중국 및 동중국을 포함한다. 곤드와나는 초대륙 판게아의 남부지역을 차지하며, 인도의 중부에 위치한 곤드와나(Gondwana) 지역의 명칭을 따서 명명한 것이다. 곤드와나는 오늘날 남반구에 위치한 대부분의 대륙, 즉, 남극대륙, 남아메리카, 아프리카, 마다가스카르, 오스트레일리아, 아라비아 및 인도를 포함한다. 초대륙 판게아는 약 2억 년 전에 분리되기 시작해 마침내 오늘날과 같은 대륙과 해양의 분포를 만들었다.


판게아 초대륙은 오늘날 대부분의 대륙들이 하나로 뭉쳐져 있었으며 2억년 전에 분리되기 시작했다. <출처: (CC)Kieff at Wikipedia.org>





초대륙 판게아 울티마
판구조론에 의하면 현재 지구상의 대륙과 해양은 10여 개의 주요 판으로 나뉘며, 이들 판이 상대적으로 움직이는 방향에 따라 판의 경계는 보존경계, 발산경계 및 수렴경계로 나누어진다. 일반적으로 알려진 판의 이동 속도는 1년에 0~100mm이지만, 판에 따라 다양하다. 일례로, 중앙대서양해령은 손톱이 자라는 속도인 10~40mm/년의 속도로 움직이는 반면 나즈카판은 머리카락이 자라는 속도인 160mm/년의 속도로 움직인다.

미국의 지질과학자인 스코티지(C. Scotese, 1953~)는 다양한 연구결과를 토대로 지구의 고지리에 대한 연구를 수행했다. 현재 태평양판은 유라시아판과 북아메리카판 밑으로 섭입하고 있으며 대서양판은 확장되고 있는데, 그의 연구에 의하면 지구가 현재와 같은 판구조운동을 지속한다면 5천만년 후에는 대서양은 더욱 넓어지며, 아프리카는 유럽과 충돌하여 지중해는 사라질 것으로 추정했다. 또한 오스트레일리아는 남동아시아와 충돌하며, 미국의 캘리포니아는 알래스카까지 이동할 것으로 추정됐다. 또한 1억년 후에는 대서양이 남북아메리카의 동쪽 해안을 따라 섭입하기 시작하여 마침내 약 2억 5천만년 후에는 대서양이 완전히 사라질 것으로 추정했다. 이로 인해 남북아메리카, 유럽, 아프리카 및 아시아가 모여서 새로운 초대륙인 판게아 울티마(Pangaea Ultima)가 형성된다. 미래에 만들어질 새로운 초대륙은 학자에 따라 판게아 프록시마(Pangaea Proxima), 네오판게아(Neopangaea), 판게아 II(Pangaea II), 또는 아마시아(Amasia)로도 불린다.

  
2억 5천만년 후 형성될 것으로 예측되고 있는 초대륙 판게아 울티마.

초대륙 형성주기
우리는 위에서 현재까지 밝혀진 몇몇 초대륙의 예를 살펴보았다. 1966년 판구조론의 선구자인 윌슨(J. Tuzo Wilson, 1908~1993)은 자세한 관찰 결과를 토대로 대양분지가 주기적으로 열리고 닫힌다는 것을 논문으로 발표했는데, 이것을 윌슨 사이클이라 한다. 사실 긴 지구의 역사를 살펴보면 수많은 초대륙이 만들어졌다가 사라지기를 반복했다. 과학자들은 초대륙이 형성되고, 분열되며, 이동하여 다시 형성되는 데 걸리는 기간을 약 3억~5억년 정도로 추정하고 있다. 따라서 45억년 지구의 역사를 보면 약 10회 내외에 걸쳐 초대륙이 형성됐을 것으로 추정된다. 먼 과거의 기록은 희미하고 많이 지워져 있는 반면 현재에 가까울수록 기록과 증거는 뚜렷하다. 초대륙의 증거도 그러하다.