변환 단층 경계의 원리
변환 단층 경계는 두 판이 서로 엇갈려 미끄러지는 단층입니다. 움직임이 주로 수평이기 때문에 지질학자들은 이를 주향 이동 단층이라고 부릅니다. 단층 건너편을 바라볼 때 맞은편이 오른쪽으로 움직이면 우수향 단층, 왼쪽으로 움직이면 좌수향 단층입니다.
판이 벌어지지도 밀려들지도 않으므로, 변환 단층 경계에서는 지각이 보존됩니다. 그래서 보존형 경계라고도 하며, 이 점에서 다른 두 유형과 다릅니다. 발산형 경계는 지각을 만들고, 수렴형 경계는 지각을 소멸시킵니다. 변환 단층은 이 두 경계를 서로 이어 주며, 한 해령이나 해구의 움직임을 다음 해령이나 해구로 전달합니다.
PB2002 모델에서 변환 단층은 약 74,100 km로, 판 경계 전체의 4분의 1이 넘습니다. 약 47,900 km는 해양 변환 단층으로 평균 상대 속도가 연 4.1 cm 정도이고, 약 26,200 km는 대륙 변환 단층으로 평균 연 2.5 cm 정도입니다.
해양 변환 단층과 단열대
변환 단층 대부분은 해저에 있으며, 중앙 해령을 여러 구간으로 끊어 놓습니다. 해령은 변환 단층으로 어긋난 짧은 조각들로 나뉘는데, 이는 처음 판을 가른 열곡의 고르지 않은 모양을 일부 물려받은 것입니다. 변환 단층은 판이 움직이는 방향과 나란히 놓입니다. 지도에서는 청록색 해령 선을 직각으로 가로지르는 점선 구간으로, 마치 사다리의 가로대처럼 나타납니다.
캐나다의 지질학자 J. 투조 윌슨은 1965년에 이 단층들이 어떻게 움직이는지 밝혀냈습니다. 어긋난 두 해령 구간 사이에서 판은 반대 방향으로 미끄러집니다. 해령 끝을 넘어서면 단층의 흔적이 단열대로 이어지는데, 이는 해저의 길고 곧은 골짜기나 능선입니다. 단열대를 따라서는 양쪽이 같은 판에 속해 함께 움직이므로 더 이상 활동하지 않습니다. 적도 대서양의 로맨시 단열대처럼 일부 단열대는 해저 지도에서 해령을 훨씬 넘어서까지 추적할 수 있습니다.
대륙 변환 단층
몇몇 변환 단층은 대륙을 가로지릅니다. 해양 변환 단층보다 드물지만, 도시가 바로 그 위에 있기 때문에 사람에게는 훨씬 중요합니다.
샌앤드레이어스 단층
샌앤드레이어스 단층은 캘리포니아를 관통하며 태평양판과 북아메리카판 경계의 일부를 이룹니다. 단층 서쪽의 로스앤젤레스는 태평양판에 실려, 북아메리카판 쪽에 있는 샌프란시스코에 대해 북서쪽으로 움직이고 있습니다. 이 단층은 남쪽의 캘리포니아만 확장 중심부와 북쪽의 멘도시노 삼중 합점을 잇습니다. 1906년 샌프란시스코 지진(M7.9)을 일으켰으며, 캘리포니아와 네바다의 다른 많은 단층도 판 운동을 나누어 맡고 있습니다. 자세한 내용은 미국 페이지에서 볼 수 있습니다.
알파인 단층
알파인 단층은 뉴질랜드 남섬의 서던알프스산맥 서쪽 가장자리를 따라 태평양판과 오스트레일리아판 사이에 이어져 있습니다. 순수한 변환 단층과 달리 단층을 가로지르는 압축 성분도 있어서, 이 성분이 서던알프스를 들어 올립니다. 이 단층은 서로 반대 방향으로 기울어진 두 섭입대, 즉 뉴질랜드 북동쪽의 섭입대와 남서쪽의 섭입대를 잇습니다.
북아나톨리아 단층
북아나톨리아 단층은 아나톨리아판과 유라시아판 사이에서 튀르키예 북부를 가로지릅니다. PB2002에 따르면 이 경계를 따라 평균 상대 운동은 연 2.4 cm 정도이며, 거의 전 구간이 대륙 변환 단층으로 분류됩니다. 1939년부터 일련의 큰 지진이 이 단층을 서쪽으로 차례차례 파열시켰고, 이스탄불 근처의 1999년 이즈미트 지진(M7.6)으로 그 연쇄가 끝났습니다. 남동쪽의 자매 단층인 동아나톨리아 단층은 2023년 2월 튀르키예와 시리아에서 M7.8 지진을 일으켰습니다.
사해 변환 단층
사해 변환 단층은 아카바만에서 북쪽으로 사해와 요르단 계곡을 지나 레바논까지 이어집니다. 아라비아판과 아프리카판을 가르며, 홍해 열곡의 움직임을 북쪽 튀르키예의 충돌대로 전달합니다. 단층이 옆으로 비켜 이어지는 곳에서는 지각이 벌어져 깊은 분지가 생겼습니다. 사해는 그런 분지 가운데 하나를 채우고 있으며, 그 호숫가는 지구에서 가장 낮은 육지입니다. 지역별 자세한 내용은 이스라엘과 요르단 페이지를 보십시오.
카리브해의 예
카리브판의 북쪽 가장자리는 대부분 변환 단층입니다. PB2002에 따르면 북아메리카판과의 경계를 따라 평균 움직임은 연 1.7 cm 정도입니다. 이 단층계의 단층들이 1976년 과테말라 지진(M7.5)과 2010년 아이티 지진(M7.0)을 일으켰습니다.
지진은 얕고 화산은 드문 이유
얕은 지진
암석은 차갑고 부서지기 쉬울 때에만 갑작스러운 지진으로 깨집니다. 변환 단층을 따라서는 이 취성층이 얇아서 보통 위쪽 수십 km 정도이며, 그 아래의 암석은 지진 없이 천천히 변형됩니다. 그래서 변환 단층 지진은 거의 모두 얕습니다.
얕은 지진은 지표 가까이에서 에너지를 방출하기 때문에, 대륙 변환 단층에서 일어나는 규모 7의 지진은 큰 피해를 낼 수 있습니다. 해양 변환 단층에서는 취성층이 더 얇아서 지진이 규모 7 정도를 넘는 일이 드뭅니다. 또 해저가 위아래가 아니라 옆으로 움직이므로 큰 쓰나미를 일으키는 경우도 드뭅니다. 지진 지도에서 변환 단층 지진을 훨씬 큰 섭입대 지진과 비교해 보십시오.
드문 화산
판 경계에서 마그마가 생기는 흔한 방법은 두 가지뿐입니다. 확장 해령 아래에서 상승하는 맨틀이 압력이 낮아지며 녹는 것, 그리고 섭입대 위에서 가라앉는 슬래브의 물이 맨틀을 녹이는 것입니다. 변환 단층에서는 어느 쪽도 일어나지 않습니다. 변환 단층이 조금 벌어지는 곳에서는 짧은 화산 구간이 나타날 수 있지만, 샌앤드레이어스 같은 긴 변환 단층에는 화산 열이 없습니다. 화산이 해령과 섭입대를 따라 늘어서 있는 화산 지도와 비교해 보십시오.
지도에서 변환 단층 경계는 점선으로 표시됩니다. 경계 유형 전체와 그 길이는 판 경계 개요에서 확인하십시오.