맨틀 대류
쉽게 말하면
판 구조론이 대륙이동설과 갈린 지점은 원동력이었습니다. 그 답이 맨틀 대류입니다. 물리에서 배우는 열전달 (전도·대류·복사) 중 대류가 그대로 지구 규모에서 일어나는 것입니다.
대류가 일어나려면 아래가 뜨겁고 위가 차야 합니다. 지구는 이 조건을 갖추고 있습니다. 핵에서 올라오는 열과 맨틀 자체의 방사성 원소가 내는 열이 아래를 데우고, 지표는 우주로 열을 잃어 차갑습니다. 뜨거워진 맨틀 물질은 부피가 늘어 밀도가 작아지므로 위로 올라가고, 위에서 식은 물질은 밀도가 커져 가라앉습니다. 이 느린 순환이 위에 얹힌 판을 끌고 갑니다.
여기서 반드시 짚어야 할 것이 있습니다. 맨틀은 액체가 아닙니다. 맨틀이 액체라면 S파(횡파)가 통과하지 못했을 텐데, 실제로는 잘 통과합니다. 맨틀은 짧은 시간에는 단단한 고체처럼 행동하지만, 수백만 년이라는 시간 규모에서는 아주 천천히 흐를 수 있는 고체입니다. 대류하는 고체 — 이 어색해 보이는 말이 맨틀의 정확한 모습입니다.
대류가 올라오는 곳에서는 판이 갈라져 새 지각이 만들어지고, 내려가는 곳에서는 판이 맨틀 속으로 가라앉습니다. 그 자리가 바로 판 경계입니다. 다만 오늘날에는 판을 움직이는 힘 중에서 '가라앉는 판이 나머지를 끌어당기는 힘'의 몫이 크다고 봅니다 — 판은 등 떠밀리기만 하는 것이 아니라 스스로 끌려 내려가기도 합니다.
이렇게 나타납니다
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예시 1대류가 올라오는 곳과 내려가는 곳맨틀 물질이 올라오는 자리에서는 판이 양쪽으로 벌어지며 해령이 만들어지고, 내려가는 자리에서는 판이 가라앉으며 해구가 만들어집니다. 해령과 해구가 짝을 이루는 이유가 여기 있습니다.
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예시 2지구 내부의 열은 어디서 오나지구가 처음 만들어질 때 미행성 충돌과 물질 분리 과정에서 갇힌 열, 그리고 지금도 맨틀 속 방사성 원소가 붕괴하며 내는 열이 대류를 돌립니다. 이 열이 다 식어 버리면 판의 운동도 멈출 것입니다.
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예시 3손톱만큼 느린데 산맥을 만든다맨틀 대류의 속도는 1년에 몇 cm 수준입니다. 하지만 수천만 년 동안 같은 방향으로 밀면 대륙이 충돌하고 히말라야 같은 산맥이 솟습니다. 지질 현상은 힘이 세서가 아니라 시간이 길어서 일어납니다.
자주 하는 오해
선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요
이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다
연계 개념 — 과목을 넘어 함께 보면 좋아요
같은 단원의 개념 — 지구 탄생과 생동하는 지구
자주 묻는 질문
Q1맨틀 대류는 맨틀 전체에서 일어나나요?
Q2대류의 열원이 사라지면 어떻게 되나요?
Q3맨틀 대류를 직접 관측할 수 있나요?
대류가 올라오고 내려가는 자리에서 무슨 일이 벌어지는지 판 경계에서 유형별로 확인해 보세요.
전체 연결 구조가 궁금하다면
초3~고3 과학 646개 개념의 연결을 한 화면에서 탐색할 수 있습니다.
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