지구의 바깥 껍질
지구는 얇은 지각, 두꺼운 암석질 맨틀, 금속으로 된 핵이라는 층으로 이루어져 있습니다. 판 구조론은 위쪽 두 층, 특히 깊이에 따라 암석이 얼마나 단단하거나 무른지를 다룹니다.
암석권과 연약권
가장 바깥층인 암석권은 차갑고 단단합니다. 지각과 맨틀의 윗부분을 포함하며, 지각판이라는 큰 조각들로 쪼개져 있습니다. 해양 암석권의 두께는 최대 약 100 km입니다. 대륙 암석권은 그보다 두꺼우며, 대륙에서 가장 오래된 부분 아래에서는 훨씬 깊이까지 이어질 수 있습니다.
암석권 아래에는 연약권이 있습니다. 여전히 고체 암석이지만, 따뜻한 밀랍처럼 오랜 시간에 걸쳐 아주 느리게 흐를 수 있을 만큼 뜨겁습니다. 이 무른 층 덕분에 그 위의 단단한 판이 움직일 수 있습니다. 판은 액체 암석 위에 떠 있는 것이 아닙니다. 수백만 년의 시간 척도에서 아주 끈적한 유체처럼 행동하는 고체 암석 위를 미끄러져 가는 것입니다.
해양 지각과 대륙 지각
모든 판은 윗면에 지각을 싣고 있으며, 지각에는 두 종류가 있습니다.
해양 지각은 두께가 약 7 km로 얇고, 현무암과 반려암 같은 어둡고 밀도가 높은 화산암으로 이루어져 있습니다. 중앙 해령에서 만들어지고 섭입대에서 소멸되므로 아주 오래될 수가 없습니다. 가장 오래된 해저도 약 1억 8,000만 년 정도입니다.
대륙 지각은 훨씬 두꺼워서 평균 약 35 km이고, 히말라야와 티베트 아래에서는 최대 약 70 km에 이릅니다. 화강암처럼 규산이 풍부한 가벼운 암석으로 이루어져 있습니다. 부력이 커서 맨틀로 가라앉지 않으려 하므로, 대륙 지각은 수십억 년 동안 살아남습니다. 캐나다 북부의 일부 암석은 약 40억 년이나 되었습니다.
대부분의 판은 두 종류의 지각을 모두 싣고 있습니다. 북아메리카판에는 북아메리카 대륙과 북대서양 해저의 서쪽 절반이 포함됩니다. 태평양판은 거의 전부가 해양 지각이며, 혼자서 지구 표면의 약 20.5%를 덮습니다.
판의 가장자리는 해안선이 아니다
판은 두 종류의 지각을 모두 싣고 있으므로, 판 경계가 대륙의 가장자리를 따라가는 경우는 드뭅니다. 미국 동해안과 아프리카 서해안은 비활동성 대륙 주변부입니다. 대륙과 이웃한 해저가 같은 판에 속해 함께 움직이므로, 이런 해안에는 큰 지진이 거의 없고 활화산도 없습니다. 남아메리카 서해안은 활동성 대륙 주변부로, 대륙의 가장자리가 곧 판 경계이며, 지구에서 가장 강력한 지진과 가장 높은 화산 몇몇이 이곳에 있습니다. 해안이 활동성인지 비활동성인지를 보면 그 지역의 지진 위험을 많이 알 수 있습니다. 칠레나 브라질처럼 나라별 페이지에서 그 나라가 어느 판 위에 있는지 확인해 보십시오.
판을 움직이는 힘
지구 내부는 행성이 형성될 때 남은 열과 방사성 원소의 붕괴열 때문에 뜨겁습니다. 이 열은 맨틀을 통해 천천히 빠져나가며, 맨틀은 맨틀 대류라는 방식으로 순환합니다. 판은 이 순환계의 차가운 최상층입니다. 그중 세 가지 힘이 두드러집니다.
슬래브 당김
섭입대에서 오래된 해양판은 그 아래의 맨틀보다 차갑고 밀도가 높아서 가라앉습니다. 가라앉는 슬래브는 테이블에서 미끄러져 떨어지는 식탁보처럼 판의 나머지 부분을 끌고 갑니다. 대부분의 지구물리학자는 슬래브 당김을 판을 움직이는 가장 강한 힘으로 봅니다.
PB2002 자료도 이를 뒷받침합니다. 섭입하는 가장자리가 긴 판일수록 이웃 판에 대해 빠르게 움직입니다. 태평양판은 경계를 따라 평균 연 7.3 cm 정도, 나스카판은 연 7.9 cm 정도, 코코스판은 연 7.0 cm 정도입니다. 가라앉는 슬래브가 거의 붙어 있지 않은 판은 느리게 움직입니다. 아프리카판은 평균 연 1.8 cm 정도, 유라시아판은 연 2.0 cm 정도입니다. PB2002의 모든 섭입대를 평균한 상대 속도는 연 6.2 cm 정도로, 다른 어떤 유형의 경계보다 빠릅니다.
해령 밀기
중앙 해령은 젊은 암석권이 뜨겁고 팽창해 있기 때문에 주변의 오래된 해저보다 높이 솟아 있습니다. 중력 때문에 판은 그 높은 곳에서 완만하게 미끄러져 내려가며 멀어집니다. 이 해령 밀기는 실제로 작용하지만 대체로 슬래브 당김보다 약합니다.
맨틀의 흐름
판 아래의 맨틀은 판의 밑면을 끌어 움직임을 돕거나 방해할 수 있습니다. 맨틀 깊은 곳에서 올라오는 뜨거운 암석 기둥(플룸)은 하와이와 아이슬란드 같은 열점을 만들기도 하고, 열곡이 시작되는 데 도움을 줄 수도 있습니다. 맨틀의 흐름이 판을 얼마나 강하게 움직이는지, 아니면 판이 그 아래의 흐름을 움직이는지에 대해서는 과학자들 사이에서 아직 논쟁이 이어지고 있습니다.
판은 얼마나 빠르게 움직이나
판은 해마다 몇 cm씩, 손톱이 자라는 속도 정도로 움직입니다. 느리게 들리지만, 연 5 cm로 움직이는 판은 100만 년 동안 50 km를 이동합니다. 판게아가 갈라지기 시작한 뒤 2억 년 동안 이런 움직임이 대서양 전체를 열었습니다.
이 사이트의 속도는 PB2002 모델에서 가져온 것입니다. 이는 이웃한 판 사이에서 공유 경계를 따라 측정한 상대 속도입니다. 가장 빠른 상대 운동은 통가 해구에서 나타나며, 이곳에서 태평양판과 통가판은 최대 연 26 cm 정도로 수렴합니다. 북아메리카판과 유라시아판 사이의 대서양 중앙 해령은 평균 연 1.5 cm 정도, 동아프리카 열곡대는 연 0.3 cm 정도로 벌어질 뿐입니다. 판 목록의 각 판 페이지에 평균 속도와 최대 속도가 나와 있습니다.
판은 몇 개인가
대부분의 교과서는 태평양판, 북아메리카판, 유라시아판, 아프리카판, 남극판, 인도-오스트레일리아판, 남아메리카판의 7개 주요 판을 듭니다. 여기에 보통 나스카판, 코코스판, 카리브판, 아라비아판, 필리핀해판, 후안데푸카판, 스코샤판 같은 소규모 판 몇 개가 더해집니다.
피터 버드가 2003년에 발표했고 이 사이트의 지도에 쓰인 PB2002 모델은 52개의 판을 정의합니다. 이 모델은 인도판과 오스트레일리아판을 넓은 변형대로 이어진 별개의 판으로 다루고, 남서태평양과 인도네시아 같은 복잡한 지역에 수십 개의 작은 미소판을 추가합니다. 오호츠크판, 아무르판, 양쯔판, 순다판, 소말리아판 등 일부 판은 아직 논쟁 중입니다. 25개 판으로 이루어진 MORVEL 모델처럼 판을 더 적게 쓰는 모델도 있고, 최근 연구 가운데에는 더 많은 작은 지괴를 그리는 것도 있습니다. 판 목록에서 52개 판 전체를 크기순으로 볼 수 있습니다.
과학자들은 판의 움직임을 어떻게 측정하나
GPS와 우주 측지학
오늘날에는 판의 움직임을 직접 측정합니다. 기반암에 고정된 GPS 수신기는 자기 위치를 몇 mm 이내로 기록하며, 몇 년 동안 자료가 쌓이면 각 관측소의 이동이 그 판이 어떻게 움직이는지 보여 줍니다. 먼 퀘이사의 전파 도착 시각을 재는 전파 망원경이나 인공위성에 레이저를 반사시키는 방법 같은 다른 우주 기술도 그 결과를 확인해 줍니다. 이런 측정은 지금 이 순간에도 해마다 판이 움직이고 있음을 보여 줍니다.
해저의 자기 줄무늬
해저는 수백만 년에 걸친 판의 움직임을 기록하고 있습니다. 중앙 해령에서 새 지각이 식을 때 지구 자기장의 방향이 그 안에 고정됩니다. 자기장은 이따금 역전되므로, 해저에는 해령과 나란하고 양쪽이 대칭을 이루는 자기 줄무늬가 새겨집니다. 지질학자들은 역전의 연대를 정하고 각 줄무늬가 해령에서 얼마나 떨어져 있는지 재어, 판이 얼마나 빠르게 벌어졌는지 계산합니다. 1960년대에 이 줄무늬가 확인된 것은 판 구조론이 받아들여지는 전환점이 되었습니다.
그 밖의 단서
움직임의 방향은 판이 미끄러지는 방향과 나란히 놓인 변환 단층, 그리고 지진의 미끄러짐 방향에서 읽어 낼 수 있습니다. 하와이 제도처럼 열점 위에서 만들어진 화산 열은 판이 그 아래 맨틀 위를 어떻게 움직여 왔는지 보여 줍니다. PB2002 같은 모델은 이런 여러 측정을 하나의 일관된 그림으로 통합합니다.
판들이 어디에서 만나고 그곳에서 무슨 일이 일어나는지 알아보려면 판 경계로 넘어가거나, 지진 지도와 화산 지도를 살펴보십시오. 이 페이지의 용어는 용어집에 정의되어 있습니다.