지구과학 고3 지구 탄생과 생동하는 지구

해저 확장설

헤스가 제안한 중앙 해령에서의 새로운 해양 지각 생성과 해구에서의 소멸로 해양 지각의 연령 분포를 설명한다.
중앙 해령에서 마그마가 올라와 새로운 해양 지각이 만들어지고 양옆으로 밀려 나가다가 해구에서 맨틀 속으로 가라앉아 소멸한다는, 헤스가 제안한 이론입니다.
해저는 컨베이어 벨트입니다. 해령이 벨트가 나오는 입구이고 해구가 벨트가 들어가는 출구입니다. 그래서 해령에서 멀어질수록 바닥이 오래된 것입니다.

쉽게 말하면

베게너 대륙이동설의 치명적 약점은 원동력이었습니다. 그 답이 육지가 아니라 아무도 보지 못했던 바다 밑에 있었습니다. 음향 측심으로 해저 지형이 드러나면서, 대양 한가운데를 거대한 산맥(중앙 해령)이 가로지르고 대륙 가장자리에는 깊은 골짜기(해구)가 있다는 사실이 밝혀졌습니다.

헤스는 여기서 대담한 그림을 제안했습니다. 해령 아래에서 뜨거운 맨틀 물질이 올라와 새 해양 지각을 만들고, 그 지각이 양옆으로 밀려 나가다가 해구에서 맨틀 속으로 가라앉는다는 것입니다. 대륙이 바다 바닥을 헤치고 나아가는 것이 아니라, 바다 바닥 자체가 움직이면서 대륙을 태우고 간다는 뒤집힌 발상이었습니다.

이 그림은 곧바로 검증 가능한 예측을 낳습니다. 해양 지각이 해령에서 만들어졌다면, 해령에서 멀어질수록 지각의 나이가 많아야 하고, 그 위에 쌓인 퇴적물도 두꺼워야 하며, 갓 만들어진 해령 부근은 열이 많이 빠져나와야 합니다. 시추와 조사 결과 이 예측들이 모두 맞았습니다. 결정타는 고지자기 줄무늬였습니다 — 해령을 중심으로 좌우 대칭인 줄무늬는 '해령에서 만들어져 양쪽으로 벌어졌다'는 것 말고는 설명할 방법이 없었습니다.

또 하나 중요한 결론이 따라옵니다. 해양 지각은 계속 만들어지고 계속 사라지므로, 오래된 것이 남아 있을 수 없습니다. 대륙 지각에는 수십억 년 된 암석이 있지만 해양 지각은 훨씬 젊습니다. 이렇게 해서 판 구조론의 마지막 조각이 맞춰졌습니다.

이렇게 나타납니다

  1. 예시 1
    해령에서 멀어질수록 늙는 바다 바닥
    해양 지각의 나이를 지도에 색으로 칠하면 해령을 축으로 좌우 대칭인 띠가 나타납니다. 해령 바로 옆이 가장 젊고, 대륙 쪽으로 갈수록 오래됩니다. '한가운데서 새로 나와 양쪽으로 밀린다'는 그림 그대로입니다.
  2. 예시 2
    퇴적물 두께가 알려 주는 것
    해령 부근의 해저에는 퇴적물이 거의 없고, 멀어질수록 두꺼워집니다. 오래 노출된 바닥일수록 그동안 쌓인 것이 많기 때문입니다. 바다 바닥이 처음부터 그대로 있었다면 두께가 고르게 나타났을 것입니다.
  3. 예시 3
    왜 바다에는 오래된 암석이 없을까
    대륙에서는 수십억 년 된 암석이 발견되지만, 해양 지각에서는 그만큼 오래된 것이 나오지 않습니다. 해구에서 계속 소멸하기 때문입니다. 지구 표면에서 가장 젊은 부분이 바로 바다 밑입니다.

자주 하는 오해

해저가 확장되니 지구가 점점 커진다고 생각하기
이렇게 생각하기 쉬움해령에서 새 지각이 계속 만들어지면 지구 표면적이 계속 늘어날 것이다
실제로는해령에서 만들어지는 만큼 해구에서 가라앉아 사라집니다. 전체 넓이는 대체로 유지됩니다.
생성만 있고 소멸이 없다면 지구가 부풀어야 하는데, 그런 증거는 없습니다. 헤스의 그림에서 해령과 해구는 한 쌍입니다. 해구에서 판이 맨틀 속으로 되돌아가기 때문에 순환이 닫힙니다.
해령이 대륙을 '밀어서' 대륙이 이동한다고 생각하기
이렇게 생각하기 쉬움해령에서 솟은 마그마가 대륙을 옆으로 밀어내는 힘이 대륙 이동의 원인이다
실제로는해양 지각과 대륙이 한 판으로 함께 움직입니다. 대륙이 따로 밀려나는 것이 아니라, 판 전체가 이동하며 그 위의 대륙이 실려 갑니다.
해저 확장설의 핵심은 '움직이는 주체가 바뀌었다'는 데 있습니다. 대륙을 미는 힘을 찾는 대신, 판 전체를 움직이는 맨틀 대류를 원동력으로 놓은 것이 베게너와의 결정적 차이입니다.

선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요

베게너 대륙이동설고3

이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다

고지자기고3

같은 단원의 개념 — 지구 탄생과 생동하는 지구

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자주 묻는 질문

Q1해령은 왜 바다 한가운데에 솟아 있나요?
갓 만들어진 지각은 뜨거워서 밀도가 작아 상대적으로 높이 떠 있습니다. 해령에서 멀어지며 식으면 밀도가 커져 가라앉습니다. 그래서 해령이 산맥처럼 솟고 주변 해저는 더 깊습니다.
Q2해령에서 벌어지는 속도는 어느 정도인가요?
해령마다 다르지만 판의 이동 속도와 같은 수준, 즉 1년에 몇 cm 정도로 매우 느립니다. 다만 수천만 년이 쌓이면 대양의 폭을 만들어 낼 만한 거리가 됩니다.
Q3해저 확장설이 대륙이동설과 다른 점은 무엇인가요?
관측 대상과 원동력이 다릅니다. 대륙이동설은 육지의 증거만으로 대륙이 움직인다고 주장했고, 해저 확장설은 바다 밑을 조사해 '어디서 만들어지고 어디서 사라지는가'라는 메커니즘을 제시했습니다.
교육과정 2022 개정 · 고3 지구과학 · 지구 탄생과 생동하는 지구 수록 기본 (교육과정 단원)

해저 확장을 확정지은 결정적 증거를 보러 갑시다. 고지자기의 대칭 줄무늬가 그것입니다.

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