지구과학 고3 지구 탄생과 생동하는 지구

화산·지진

화산과 지진이 주로 판 경계에서 발생함을 이해하고 자연재해로서의 특성을 파악한다.

화산과 지진은 대부분 판의 경계를 따라 좁은 띠 모양으로 일어나며, 판의 상대 운동이 만드는 마그마와 응력의 방출이 그 원인입니다.

세계 지도에 화산과 지진을 점으로 찍으면 점들이 무작위로 흩어지지 않고 선을 그립니다. 그 선을 이어 놓은 것이 곧 판 경계 지도입니다 — 지구가 스스로 자기 구조를 그려 보여 주는 셈입니다.

쉽게 말하면

초등학교에서 배운 화산과 지진(초)은 '땅속의 마그마가 분출하고 땅이 흔들린다'는 현상 설명이었습니다. 여기서는 한 걸음 더 나아가 '왜 하필 거기서 일어나는가'를 묻습니다. 답은 판 경계입니다.

지진은 암석이 힘을 받아 쌓아 둔 변형이 한계를 넘어 갑자기 부서지고 어긋날 때 일어납니다. 판 안쪽에서는 그런 힘이 잘 쌓이지 않지만, 두 판이 부딪히고 벌어지고 스치는 경계에서는 끊임없이 힘이 쌓입니다. 그래서 지진이 경계를 따라 띠를 이룹니다.

화산은 지진과 조건이 다릅니다. 마그마가 만들어져야 하는데, 맨틀 암석이 저절로 녹지는 않기 때문입니다. 녹으려면 압력이 낮아지거나(발산 경계에서 맨틀이 올라올 때) 물이 섞여 녹는점이 내려가야(수렴 경계에서 가라앉은 판이 물을 내놓을 때) 합니다. 그래서 화산은 발산·수렴 경계에는 있고 보존 경계에는 거의 없습니다. 지진은 세 경계 모두에서, 화산은 두 경계에서 — 이 비대칭이 핵심입니다.

판의 상대 운동을 알면 그곳의 지진 깊이와 화산의 성질까지 예측할 수 있습니다. 가라앉는 판이 있는 곳에만 깊은 지진이 생기고, 마그마의 성분에 따라 화산의 종류가 갈립니다. 그리고 그 마그마가 식어 굳으면 화성암이 됩니다. 지진의 세기를 숫자로 다루는 방법은 지진의 규모와 진도에서 이어집니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

환태평양 화산대·지진대

태평양을 둘러싼 지역에 화산과 지진이 집중됩니다. 태평양을 둘러싸고 수렴 경계가 이어져 있기 때문입니다. 여기에 세계 지진과 화산의 상당수가 몰려 있습니다.
예시 2

지진은 있지만 화산은 없는 지역

보존 경계를 따라가면 지진이 촘촘히 일어나지만 화산은 거의 없습니다. 두 판이 스치기만 해서는 마그마가 만들어지지 않기 때문입니다. '지진대와 화산대가 완전히 겹치지 않는다'는 사실이 오히려 판 구조론의 증거가 됩니다.
예시 3

판 경계가 아닌 곳의 화산

하와이는 태평양판 한가운데에 있는데도 화산이 활발합니다. 판 경계로는 설명되지 않는 이 예외는 열점(핫스팟)이라는 다른 원리로 설명됩니다.