판 경계란 무엇인가
지구의 바깥 껍질인 암석권은 지각판이라는 단단한 조각들로 쪼개져 있습니다. 판 경계는 두 판이 만나 서로에 대해 움직이는 선 또는 띠입니다. 판의 내부는 비교적 조용합니다. 암석이 만들어지고, 소멸되고, 휘어지고, 깨지는 곳은 판의 가장자리입니다.
판은 해마다 몇 cm밖에 움직이지 않지만 결코 멈추지 않습니다. 수천 년에 걸쳐 이 움직임은 경계의 단층에 응력을 쌓고, 그 응력은 지진으로 방출됩니다. 수백만 년에 걸쳐서는 같은 움직임이 바다를 열고, 산맥을 솟아오르게 하며, 화산 열에 마그마를 공급합니다.
지질학자들은 상대 운동의 방향에 따라 경계를 분류합니다. 두 판은 서로 가까워지거나, 멀어지거나, 엇갈려 지나갈 수 있습니다. 실제 경계는 이들이 섞여 있는 경우가 많고, 하나의 경계가 휘어지면서 구간에 따라 유형이 바뀌기도 합니다.
세 판이 만나는 곳에서는 경계들이 삼중 합점에서 이어집니다. 에티오피아와 지부티의 아파르 지역에서는 홍해, 아덴만, 동아프리카 열곡대가 세 개의 발산형 갈래로 만납니다. 캘리포니아 북부 앞바다의 멘도시노 삼중 합점은 샌앤드레이어스 변환 단층과 캐스케이디아 섭입대를 잇습니다. 삼중 합점은 시간이 지나며 움직이기 때문에, 거기에 연결된 경계도 길어지거나 짧아지고 유형이 바뀝니다.
판 경계의 세 가지 유형
수렴형 경계
수렴형 경계에서는 두 판이 서로 가까워집니다. 한쪽이 밀도가 높은 해양 암석권을 싣고 있으면, 그 판은 섭입이라는 과정을 통해 다른 판 아래 맨틀 속으로 가라앉습니다. 섭입은 깊은 해구, 활 모양의 화산 열, 그리고 지구에서 가장 큰 지진을 만듭니다.
나스카판이 남아메리카판 아래로 가라앉으며 안데스산맥이 만들어졌습니다. 태평양판이 일본과 알류샨 열도 아래로 가라앉으며 북태평양의 화산호가 만들어졌습니다. 두 대륙이 만나면 어느 쪽도 쉽게 가라앉지 않아, 지각이 구겨지며 충돌대가 됩니다. 인도판이 유라시아판을 밀어붙여 높이 8,849 m의 에베레스트산을 포함한 히말라야산맥이 솟아올랐습니다.
발산형 경계
발산형 경계에서는 두 판이 서로 멀어집니다. 뜨거운 맨틀 암석이 그 틈으로 올라와 일부가 녹고 새로운 해양 지각을 만듭니다. 이것이 해저 확장이며, 지구에서 가장 긴 산맥인 중앙 해령을 만듭니다.
대서양 중앙 해령은 북쪽에서 북아메리카판과 유라시아판을, 남쪽에서 남아메리카판과 아프리카판을 가릅니다. 육지에서 발산형 경계는 열곡으로 시작합니다. 소말리아판이 아프리카판에서 천천히 떨어져 나가고 있는 동아프리카 열곡대가 가장 잘 알려진 예입니다. 아이슬란드는 중앙 해령이 해수면 위로 솟아오른 드문 곳입니다.
변환 단층 경계
변환 단층 경계에서는 두 판이 수평 방향으로 엇갈려 미끄러집니다. 지각이 만들어지지도 소멸되지도 않으므로 화산은 거의 없지만, 얕은 지진이 자주 일어납니다.
변환 단층 대부분은 중앙 해령의 구간들을 잇는 짧은 어긋남입니다. 일부는 대륙을 가로지르며 큰 피해를 낸 지진으로 유명합니다. 캘리포니아에서 태평양판과 북아메리카판 사이에 있는 샌앤드레이어스 단층, 뉴질랜드의 알파인 단층, 그리고 아나톨리아판의 경계를 이루는 튀르키예의 북아나톨리아 단층이 그 예입니다.
PB2002 모델의 경계 분류
이 사이트의 지도는 피터 버드가 2003년에 발표한 전 지구 판 모델 PB2002를 사용합니다. 이 모델은 52개의 판을 정의하고 모든 경계를 짧은 구간(스텝)으로 나눕니다. 각 구간은 움직임과 해양 암석권인지 대륙 암석권인지에 따라 일곱 가지 유형 가운데 하나로 분류됩니다. 아래 합계는 PB2002 경계 자료에서 계산한 것이며, 평균 상대 속도는 길이로 가중 평균했습니다.
수렴형 유형
- 섭입대(SUB): 약 51,500 km, 평균 연 6.2 cm 정도. 가장 빠른 유형으로, 가라앉는 슬래브가 판을 끌고 간다는 생각과 잘 맞습니다.
- 해양 수렴 경계(OCB): 약 17,400 km, 평균 연 1.8 cm 정도. 해양 분지에서 완전한 섭입대가 형성되지 않은 느린 수렴대입니다.
- 대륙 수렴 경계(CCB): 약 23,000 km, 평균 연 2.6 cm 정도. 히말라야나 이란의 자그로스산맥 같은 충돌대가 여기에 속합니다.
발산형 유형
- 해양 확장 해령(OSR): 약 67,300 km, 평균 연 4.7 cm 정도. 모든 유형 가운데 가장 깁니다.
- 대륙 열곡 경계(CRB): 약 27,500 km, 평균 연 1.8 cm 정도. 대륙을 가르는 열곡은 대부분의 해령보다 훨씬 느리게 열립니다.
변환형 유형
- 해양 변환 단층(OTF): 약 47,900 km, 평균 연 4.1 cm 정도.
- 대륙 변환 단층(CTF): 약 26,200 km, 평균 연 2.5 cm 정도.
모두 합치면 PB2002의 판 경계는 약 260,800 km입니다. 그 가운데 발산형 구간이 약 36%, 수렴형 구간이 약 35%, 변환형 구간이 약 28%를 차지합니다. 이 숫자는 세계 지도에서는 잘 보이지 않는 사실을 알려 줍니다. 변환 단층은 드문 예외가 아닙니다. 대부분 중앙 해령을 따라 짧게 어긋난 형태로, 전체 판 가장자리의 4분의 1이 넘습니다.
확산형 경계와 조산대
판 경계를 하나의 선으로 그리는 방식은 바다에서는 잘 맞습니다. 해양 암석권은 강하고 균질해서 변형이 좁은 지대에 머물기 때문입니다. 대륙 암석권은 더 약하고 층을 이루고 있어서, 압축되거나 늘어나면 변형이 단층으로 가득 찬 넓은 지역에 퍼집니다.
버드는 PB2002에서 이런 지역 가운데 가장 넓은 곳들을 조산대(orogen)로 표시했는데, 이곳에서는 52개 판이라는 그림이 단순화된 것입니다. 알프스산맥, 이란에서 티베트까지의 띠, 안데스산맥, 북아메리카 서부, 필리핀과 인도네시아의 섬들이 여기에 포함됩니다. 조산대 안에서는 작은 지괴들이 조금씩 다른 속도로 움직이며, 안데스 중부 아래의 알티플라노판 같은 PB2002의 일부 미소판은 그 움직임을 담아내려는 시도입니다.
바다에도 확산형 경계가 있습니다. PB2002는 인도판과 오스트레일리아판을 인도양 중부의 넓은 변형대로 이어진 별개의 판으로 다룹니다. 옛 교과서는 이를 하나의 인도-오스트레일리아판으로 묶습니다. 2012년 와튼 분지 지진(M8.6)이 이 변형대 안에서 일어났는데, 이는 그곳의 해저가 깨지고 있음을 보여 줍니다.
지도의 경계 색 읽는 법
지도의 판 경계선은 PB2002의 구간 분류를 따르며, 세 가지 주요 유형으로 묶여 있습니다.
- 주황빛 빨간 선은 수렴형 경계입니다. 섭입대, 해양 수렴대, 대륙 충돌대가 여기에 해당합니다. 태평양 가장자리와 남아시아를 가로질러 찾아볼 수 있습니다.
- 청록색 선은 발산형 경계입니다. 중앙 해령과 대륙 열곡이 여기에 해당합니다. 대서양 중앙 해령이 대서양 한가운데를 따라 청록색 선으로 이어집니다.
- 점선은 변환 단층 경계입니다. 해령을 따라 짧은 점선 어긋남이 여럿 나타나 청록색 선을 계단 모양으로 끊습니다.
판을 클릭하면 해당 판의 페이지가 열리고, 이웃한 판들, 공유 경계의 길이, 그 경계를 따른 평균 상대 속도를 볼 수 있습니다. 이 경계를 따라 늘어선 지진과 화산은 지진 지도, 화산 지도, 불의 고리(환태평양 조산대)에서 확인하십시오. 섭입, 열곡, 변환 단층 같은 용어는 용어집에 정의되어 있습니다.