지구상에 고생대 말기까지 존재하던 판게아라는 하나의 거대한 대륙이 지각을 이루는 십여 개의 지각판들이 맨틀대류에 의해 조금씩 움직인 결과가 지금의 6대주 모습이다. 이때 판과 판이 부딪치는 경계에서 지진과 화산활동이 빈번하게 발생하게 된다. 즉 마그마 내에 포함된 가스가 기포를 형성해 이것이 지표의 약한 곳을 뚫고 나오는 것이 화산활동이다. 화산활동에는 화산폭발과 화산분출이 있는데 

화산재, 화산쇄설류, 화산탄, 부석 등을 뿜어내며 강렬하게 폭발하는 현상을 화산폭발이라 하고 그냥 마그마가 삐져나와 계곡을 따라

계곡물처럼 흘러가는 모습을 화산분출이라고 한다. 이러한 용암의 대량 분출로 이루어진 지형을 우리는 용암대지라고 부르는데 대표적인 곳들로는 우리나라의 개마고원, 인도의 데칸고원, 파타고니아대지 등이 있다.


"마그마의 세계" 캡춰 장면


지구 내부는 아직 45억년 전 지구가 형성될 당시의 이글거리던 불길이 내부 핵을 중심으로 살아있는데 이 높은 열로 암석이나 주위 물

질이 녹아있는 상태가 마그마이고, 이것이 지표로 방출되어 물처럼 흐르는 것이 용암이다. 용암이 갑자기 식어 태어난 가벼운 돌을 부석이라 하며 화산 폭발시 큰 용암 덩어리가 상공으로 높이 치솟아 급냉되면서 생긴 돌이 화산탄이다. 무엇보다 위험한 것은 화산쇄설류인데 이는 화산가스(이산화황, 이산화탄소, 수증기 등)와 화산재와 화산쇄설물(폭발시 나오는 고체물질) 등이 300-400도의 고온으로 시속 약 450km의 속도로 마치 폭풍처럼 대지를 휩쓰는 현상이다. 베수비오 화산의 이런 화산쇄설류로 폼페이 사람들이 그렇게 피할 틈도 없이 박제화 되었다니 무섭기 짝이 없다.


베수비오 화산은 지중해 화산대에 속해있는데 이는 지중해 중부에서 중앙아시아까지 동서로 길게 뻗어있다. 전세계의 주요 화산대는 

이 밖에도 지구상 화산의 70-80%를 차지하는 환태평양 화산대, 세계에서 가장 활발한 화산대로 100여 개의 활화산이 활동하고 있는 

자바 수마트라 화산대, 활화산이 60여 개 활동하고 화산지대가 남북으로 늘어선 동아프리카 화산대, 아프리카 서쪽 해양을 따라 섬들을 잇는 대서양 화산대 등 5개의 화산대로 나누어진다.  


이들 화산대에서 활동하는 위험한 활화산 3개만 들어보자. 칼리브해의 아름다운 열대 섬 몬세라트에 있는 수프리에르 힐 화산은 광란하는 용암 분출로 유명하다. 1995년 첫 폭발을 일으킨 이후 연쇄적인 폭발을 일으켜서 섬의 수도 대부분을 파괴했다. 폼페이를 멸망시킨 베수비오 화산 이래로 악명 높은 화산이 1883년 폭발한 인도네시아의 크라카타우 화산이다. 폭발시 화산재가 수천 마일 떨어진 영국까지 날아갔다고 하니 그 위력이 가히 짐작이 된다. 세계 5대 화산에 속하는 피통 드 라 푸르네즈 화산은 인도양의 레위니옹 섬에 있는데 지난 8년간 4차례의 폭발이 있었다. 열대수가 우거진 전원적인 평화로운 풍경의 이곳에 이렇게 무시무시한 화산이 도사리고 있다니 참 아이러니하다.


용암과 마그마로 지구의 심장을 토해내는 대자연의 드라마를 본다. 가공할 위력으로 삽시간에 주위를 초토화하는 화산은 지진과 마찬가지로 언제라도 터질 수 있다는 불예측성 때문에 더욱 위험하다. 그럼에도 불구하고 화산이 주는 이로운 점이 있다면 어떠한 것들이 있을까?


화산재로 뒤덮인 땅은 무척 기름지다. 인, 게르마늄, 칼륨 등 미네랄이 풍부하여 과일나무 등 농작물을 재배하기에 아주 좋은 토양이다.

이렇게 화산 주위의 농경지는 비옥하기 때문에 화산의 위험을 무릎쓰면서도 화산 지대를 떠나지 않고 농사를 짓는 사람들도 많다. 또 화산재로 찜질을 하면 몸의 독소를 제거해 주는 특별한 효능도 있기에 이를 이용해서 미용 팩을 만들기도 한다.

마그마에 의해 데워진 지하수인 온천의 유황 성분은 관절염이나 피부병에 탁월한 효과가 있어 치료 및 관광 자원으로 활용된다. 세계인의 휴양지인 하와이는 말할 것도 없고 우리나라의 대표적인 관광지도 제주도, 울릉도 같은 화산 섬이 주류를 이루고 있다.

또한 화산활동으로 분출된 여러 물질과 화산암은 지구 내부의 물질을 연구하는 데 적지 않은 도움을 줄 뿐만 아니라 여러가지 보석의 

재료가 되는 물질도 얻을 수 있다. 아이슬란드 같은 나라에서는 지열발전 등에 이용하여 전기를 생산하기도 한다니 무서운 화산 같은 자연에도 항상 양면성이 있는 것 같다.




지구는 약 2억 5천만 년 전 고생대 페름기 때 하나의 초대륙 판게아가 있었다. 그후 공룡이 판치던 1억 5천만 년 전 중생대 쥐라기 시대를 거치면서 대륙이 점차 분리되어 현재의 5대양 6대주를 만들었다. 앞으로 2억 5천만 년 후에는 다시 대륙이 합쳐져 '판게아울트라' 라는 하나의 대륙이 돨 것이라 하니 지구는 살아있는 생명체 같이 역동적이다. 지구의 대륙이 한 덩어리였던 판게아(PANGAEA) 시대로 여행해 보자.



베게너의 대륙이동설


알프레도 베게너(Alfredo Wegener)는 1910년대의 독일의 기상 및 물리학자이다. 그는 아프리카의 서해안과 남아메리카의 동해안이 마치 퍼즐 조각처럼 잘 맞아떨어지는 걸 우연하게 발견하곤 두 대륙간의 동식물 화석이 같다는 논문을 읽은 후 지금의 지구 대륙의 모습은 하나의 대륙 판게아에서 분리되어 이동했다는 '대륙이동설'을 주창했다. 본래 하나였던 대륙들이 판게아로부터 떨어져나와 지금의 대륙들로 분화되었다는 학설이 대륙이동설인데 이는 대륙이동을 일으키는 힘의 근원을 증명하지못해 베게너가 죽을 때까지 학설로 인정을 받지 못했다. 


 '판게아' 시대 이후에도 대륙은 이합집산을 계속하며 현재의 멋진 세계지도를 완성했으며, 미래의 초대륙 '판게아울트라'는 마지막 판게아라는 의미인데 지금의 인도양은 대륙 속에 호수처럼 갇히는 형태로 하나의 대륙이 형성된다고 하니 신비롭다.


어떤 힘이 지구의 판을 바꾸는 것일까?


지구 내부로 들어가 보자. 지구의 중심에는 고체상태의 내핵이 있고 그 주위에 끊고있는 철의 성분이 액체상태의 외핵, 그 바깥을 맨들이라 하는 무거운 암석층이 뒤덮고 있다. 멘틀 위를 지각이 둘러싸고 있는데 지구를 사과라 하면 사과껍질에 불과하다. 지각과 맞닿은 맨틀을 합하여 '판'이라 부르는데 지금 지구를 표면을 이루고 있는 판은 총 10개가 넘는데 태평양판, 유라시아판 등의 이름으로 불린다. 


하부 맨틀은 외부핵의 열로 인하여 밀도도 낮고 온도도 높지만 상부 맨틀은 식어서 차갑고 단단하다. 아로 인하여 맨틀에서는 끊임없는 대류 현상이 발생하고 있다. 전통 판구조론에선 상부맨틀의 대류 작용이 판을 움직이는 주 원인이라고 말해 왔으나 그것만으로는 지각의 움직임을 설명하기에 부족하다. 이를 보완하여 나온 새로운 학설이 1990년대 등장한 '플룸 구조론'이다. 플룸이란 하나의 열기둥으로 핵과 맨틀 사이의 경계로 가라앉거나 맨틀 속으로 떠오르는 등 부침을 반복하는데 이것이 판을 움직인다고 한다. 


맨틀보다 가벼운 지각은 판에서 떨어져 나가 맨틀 안에 쌓여서 큰 덩어리를 이루면 맨틀 아래로 가라앉기 시작하는 데 이것을 '차가운 플룸(Cold Plume)'라 부른다. 이는 핵과 맨틀의 경계면까지 침하하여 '뜨거운 플룸(Hot Plume)'로 변하여 지표면으로 올라온다. 이러한 플룸의 대류활동으로 지각의 판은 퍼즐처럼 이합집산을 반복한다는 것이다. 


이들 플룸 중 거대한 것들을 슈퍼플룸이라 하는 데 남태평양과 아프리카 아래의 두 수퍼플룸이 어떻게 움직이느냐에 따라 대륙의 판도가 달라진다. 남태평양 수퍼플룸은 반시계 방향으로 움직이고 있기에 남아메리카 대륙도 반시계 방향으로 회전에 약 2억년 후면 유라시아 대륙과 만나게 된다. 반대로 아프리카 수퍼플룸은 시계방향으로 아프리카 대륙을 움직여 유라시아 대륙과 만나게 만든다 하니 판게아 시대 때는 서로 붙어 있었던 아프리카와 남아메리카 대륙이 '판게아울트라' 시대에는 서로 등을 돌려 다른 대륙에 접하게 된다니 흥미롭다. 


한 개의 초대륙은 약 5억년 주기로 거듭해 만들어 졌다. 지질구조와 화석들로 우리가 모르는 아득한 옛날 이 지구상에 무슨일이 일어났었는지 알 수가 있다. 고생대 페름기 판게아가 만들어질 무렵 지구상엔 사상초유의 거대한 대멸종 사건이 일어난다. 시베리아 화산분출을 시발로 전 지구적인 화산폭발과 용암유출이 장기간 계속되면서 용암이 석탄층을 태워 대기를 유해 가스로 오염시켜 90%가 넘는 지구 생물이 질식사 하게 된다. 하지만 끊질긴 생명은 이 모든 난관을 극복하고 살아남아 현세에 이르고 있다.


지구상에 생명이 탄생하기 전 아득한 과거부터 지구의 내부는 판을 움직여 퍼즐놀이를 계속해 왔다. 수십 수백 억년의 세월이 흘러 인류가 지상에서 사라져도 지구는 판의 퍼즐놀이를 멈추지 않을 것이고 그 동안 몇 차례의 판게아 시대를 맞을지 알 수가 없다. 이 거대한 대륙을 움직이는 장엄한 지구의 위용을 단명한 인간으로서 감상할 수 없다는 것이 참으로 유감이다. 



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