지구과학 고3 지구 탄생과 생동하는 지구

지각

대륙 지각(화강암질, 평균 두께 35 km)과 해양 지각(현무암질, 평균 두께 7 km)의 조성과 밀도 차이를 이해한다.

지구의 가장 바깥을 이루는 얇은 암석 껍질로, 두껍고 가벼운 화강암질의 대륙 지각과 얇고 무거운 현무암질의 해양 지각으로 나뉩니다.

물에 띄운 나무토막과 벽돌 조각을 생각해 보세요. 가벼운 대륙 지각은 맨틀 위로 높이 솟아 육지가 되고, 무거운 해양 지각은 낮게 잠겨 그 위에 물이 고인 것이 바다입니다.

쉽게 말하면

지각은 지구 내부 구조의 맨 바깥층이지만, 두께로 보면 지구 반지름의 1%도 되지 않는 얇은 막입니다. 중요한 것은 두께가 아니라, 지각이 두 종류라는 사실입니다.

대륙 지각은 화강암질(밝은 색, $Si O_{2}$ 가 많음)이고 평균 두께는 약 35 km, 밀도는 약 $2.7 g/c m^{3}$ 입니다. 해양 지각은 현무암질(어두운 색, $Si O_{2}$ 가 상대적으로 적고 철·마그네슘이 많음)이고 평균 두께는 약 7 km, 밀도는 약 $3.0 g/c m^{3}$ 입니다. 이 '가볍고 두껍다 / 무겁고 얇다'는 대비 하나가 지구 표면의 거의 모든 것을 설명합니다. 왜 대륙은 솟아 있고 해양은 잠겨 있는지, 왜 두 판이 부딪히면 언제나 해양 지각 쪽이 아래로 들어가는지, 왜 해양 지각은 2억 년보다 오래된 것이 거의 없는데 대륙 지각에는 수십억 년 된 암석이 남아 있는지 모두 여기서 나옵니다.

조성을 원소로 보면 지각 질량의 대부분은 산소와 규소가 차지합니다. 이 둘이 $Si O_{4}$ 사면체를 만들어 규산염 광물의 뼈대가 되고, 여기에 알루미늄·철·칼슘·나트륨·칼륨·마그네슘이 끼어들며 광물의 종류가 갈립니다. 주기율표에서 이 원소들이 왜 이런 결합을 즐겨 하는지 짚어 두면 암석 조성이 훨씬 덜 외울 거리가 됩니다.

지각과 아래 맨틀의 경계는 모호면입니다. 지각이 어디서 끝나는지는 눈이 아니라 지진파 속도가 알려 줍니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

대륙붕은 바다지만 대륙 지각입니다

우리나라 서해처럼 얕은 바다 밑은 해양 지각이 아니라 물에 잠긴 대륙 지각입니다. 진짜 대륙의 가장자리는 해안선이 아니라 대륙붕이 뚝 떨어지는 대륙 사면 아래입니다. 베게너가 대륙을 맞춰 볼 때도 해안선이 아니라 이 가장자리로 맞추면 훨씬 잘 들어맞습니다.
예시 2

높은 산 아래에는 깊은 뿌리가 있습니다

히말라야처럼 높은 습곡 산맥 아래에서는 지각 두께가 60~70 km까지 두꺼워집니다. 위로 솟은 만큼 아래로도 파고들어 있어서, 지각은 맨틀 위에 부력으로 떠 있는 셈입니다. 이 이야기가 지각 평형설(아이소스타시)입니다.
예시 3

해양 지각에는 늙은 곳이 없습니다

해양 지각은 해령에서 새로 만들어져 해구에서 맨틀 속으로 사라지므로, 2억 년 정도 되면 대부분 재활용됩니다. 반면 밀도가 작아 가라앉지 못하는 대륙 지각은 계속 남아, 지구의 오래된 역사는 대륙에만 기록되어 있습니다.

대륙 지각과 해양 지각

구분	대륙 지각	해양 지각
암석 종류	화강암질(밝은 색)	현무암질(어두운 색)
평균 두께	약 35 km(산맥 아래는 60 km 이상)	약 7 km
밀도	약 $2.7 g/c m^{3}$	약 $3.0 g/c m^{3}$
나이	매우 오래됨(수십억 년 된 곳도 있음)	젊음(대부분 2억 년 이하)
섭입 여부	가벼워서 잘 가라앉지 않음	무거워서 해구에서 섭입