지구의 거대한 땅덩어리가 쪼개지고 그 사이에 해저 분지가 생기는 과정을 대륙 열개라고 한다. 오늘의 포스팅을 통해 자세히 알아보도록 한다.
대륙 열개
판 구조의 운동의 힘이 차가운 대륙 지각 판을 양쪽으로 잡아 당기면 지각이 얇아지고 가라앉으면서 열개 분지라는 선형 함몰지를 형성한다. 그 부분이 더 늘어나고 꺼지면서 결국 지각이 둘로 갈라지고 그 사이의 함몰지에 바닷물이 가득 들어찬다.
대륙 암석권의 열개는 지구 초기 역사에서 대륙이 처음 형성된 이래 계속된 중요한 지질학적 과정이다. 대륙이 둘로 갈라지고 가장자리가 분리되면 열개 주변부 또는 수동형 대륙 주변부라고 하는 맞은편 가장자리에 두툼하게 퇴적물이 쌓인다. 육지에서 흐르는 물이 해수면으로 가는 새로운 길을 찾아낸 덕분이다. 이러한 연안의 열개 주변부에 쌓이는 물질들은 종종 상당량의 유기물을 포함하고 있고, 이 유기물들이 오랜 시간에 걸쳐 파묻혀 압축되면 압력과 온도에 의해 탄화숫소 저장고로 바뀔 수 있다. 열개 주변부와 분지가 어떻게 형성 되는 지를 정확히 이해하는 것은 우리 지구의 역사를 더 잘 이해하는데 중요할 뿐 아니라 석유와 가스 저장고의위치를 찾는데도 중요하다.
지각 늘이기
1980년대 이후로 지진 지도 기술이 발전하고 판 구조에 관한 지식이 향상되면서 대륙이 어떻게 쪼개지고 새로운 해저 분지를 형성하는지 더 잘 이해할 수 있게 되었다. 이것을 이해하는 핵심 요소는 분리가 처음 시작되는 지역의 주변부인 열개 주변부 자체에 대한 연구와 해석이다. 예를 들어 아메리카 동쪽 주변부와 유럽과 아프리카의 서쪽 주변부는 대서양 양옆을 감싸는 열개 주변부를 형성하는 반면, 호주의 남쪽 열개 주변부는 남극해를 지나 남극 대륙의 해안선을 따라 있는 열개 주변부와 꼭 맞는 모습을 하고 있다.
열개으 형성에 관한 전통적인 모형은 대륙 암석권이 늘어나고 얇아짖고 침강하면서 거의 동시에 열개 분지를 형성하는 단층 작용을 동반한다고 간주했다. 처음에는 틈새를 채우고자 암석이 침강하고 옆으로 미끄러지는 취성 단층 작용이 확장에 있어 가장 중요한 수단이지만, 확장이 계속되면서 지각이 얆아지는 것이 더 중요해진다.
열개 주변부의 비대칭성
하지만 이 설명만으로는 열개 주변부의 양옆에서 일반적으로 발견되는 흥미로운 비대칭성이 설명되지 않는다. 언뜻 생각하면 주변부 양옆의 단층 구조는 거의 대칭이어야 할 것 같지만, 최근 수십년간 주변부 암석의 지진파를 측정한 결과, 한쪽 주변부는 상대적으로 소규모의 단층 작용으로 짧은 거리에서 급격하게 얇아지는 반면에 반대편 주변부는 더 대규모의 단층 작용으로 장거리에 걸쳐 점진적으로 얇아지는 독특한 패턴을 보여준다. 최근까지 지진 측정 기술로 얻은 영상의 해상도가 그리 높지 않아서 10km 이상 깊이에서는 확장 과정을 명확히 파악할 수가 없었다.
하지만 이제는 심해 천공 및 준서 작업지에서 얻은 정보와 잠수정에서 직접 육안으로 관찰한 결과를 새롭게 얻은 지구물리학적 자료와 결합하여 북아메리카 판의 뉴펀들랜드 열개 주변부와 그 반대편에 있는 유라시아 판의 이베리아 반도 열개 주변부를 분석할 수 있다. 또한 새로운 지진 데이터 분석 기술로 이 주변부의 구조를 더욱 상세하게 드러낼 수 있게 되었다. 최종적으로 한떄 한 덩어리였다가 약 1억 3천만년 전 대륙이 분리되면서 열개가 생기는 과정에 관한 더욱 정확한 모형이 만들어졌다.
북대서양의 확장
북대서양 분지는 쥐라기 후기에 중부 대서양에서 열릭 시작하여 점차 북쪽으로 확장되어 유럽과 북아메리카를 갈라 놓았다. 이베리아 연안의 침강된 열개 분지에 보조된 가장 오래된 퇴적물은 쥐라기 후기의 것이고, 대륙 주변부가 침강하며 물이 범람하던 시대를 확인하는데 도움이 되었다. 더 깊은 분지의 연속적인 지층은 백악기 초기에 퇴적물이 축적된 것으로, 약 4km 두께에 유기물 시체들이 깊이 파묻혀 석유와 가스로 변할 수 있는 이상적인 환경을 제공한다.
새로운 연구는 주변부 양옆의 지각이 얇아지는 것과 단층 작용 사이의 차이를 이해하는 데에도 도움이 되었다. 연구를 통해 단층이 순서대로 발생하고, 다음번 단층이 각각 이전의 벽을 절단해서 전체적으로 더 크게 확장된다는 사실이 드러났다.