뉴헤브리디스판

뉴헤브리디스판(New Hebrides Plate)은 남태평양 바누아투 제도 주변에 위치한 소규모 판으로, 면적은 약 110만 km²에 불과하다. 대부분이 해양으로 덮여 있으며, 뉴헤브리디스 제도 서부를 포함한다. 남서쪽으로 오스트레일리아판[3]과 접하고, 북쪽으로 태평양판과 접한다.

뉴헤브리디스판은 주로 해양지각과 그 위에 형성된 호상열도로 구성되어 있으며, 바누아투 섬들이 속한 활화산 열도가 판의 서쪽 가장자리에 위치한다. 판의 대부분은 북피지분지(North Fiji Basin)라는 해양분지의 해저를 포함하며, 비교적 얇은 해양지각 판이지만 주변에 여러 미소판들이 모자이크처럼 분포하여 복잡한 판 경계를 형성한다.

뉴헤브리디스판의 남서쪽 경계인 뉴헤브리디스 해구에서는 오스트레일리아판이 뉴헤브리디스판 아래로 섭입하고 있으며, 이 섭입대로 인해 매우 활발한 지진 활동이 일어나고 있다. 최근 25년간 규모 7 이상의 지진이 20회 이상 발생하였으며, 이러한 섭입으로 인해 바누아투 제도의 여러 화산이 활발한 분출 활동을 보인다. 판의 북쪽과 동쪽 경계는 인접한 미소판들과의 확장 및 변환 단층대가 혼재되어 있으며, 특히 열곡 등의 변환단층의 융기가 진행되고 있다.

뉴헤브리디스판 위에는 바누아투 공화국의 대부분의 섬들이 위치하며, 판 경계부에는 뉴칼레도니아(프랑스령)와 솔로몬 제도의 일부가 인접하여 영향을 받고 있다. 주요 지형으로는 바누아투 섬들을 따라 이어진 뉴헤브리디스 해구[4]와 이와 평행한 활화산 열도가 있으며, 판 내부에는 노스피지분지의 해저 산맥과 열곡이 분포한다.

또한 뉴헤브리디스판이 속한 바누아투 섭입대는 전 세계에서 단위 길이당 지진 발생도가 가장 높은 지역 중 하나로 꼽힌다. 1878년 이후 규모 7 이상의 강진이 수십 차례 발생했으며, 2018년 M7.5 지진을 비롯하여 현재까지도 활발한 지진 활동이 지속되고 있다. 이러한 극심한 지진 활동으로 인해 바누아투 제도는 지형이 빠르게 융기하거나 침강하는 등 변화가 뚜렷하게 나타나며, 지진학 및 지형 진화 연구의 중요한 현장으로 평가받는다. 또한, 뉴헤브리디스판과 주변 소판들의 운동은 남서태평양의 판 모자이크 구조를 잘 보여주는 사례로, 큰 판들 사이에 끼어 있는 작은 판들의 동적 거동을 이해하는 데 중요한 역할을 하고 있다.

뉴헤브리디스판은 비교적 최근(신생대 후기)에 형성된 미소판으로, 오스트레일리아판이 남진하고 태평양판이 서진하는 힘이 교차하는 지역에서 탄생했다. 약 1000만 년에서 500만 년 전, 오스트레일리아판과 태평양판 사이에 북피지 분지의 확장이 시작되었고, 그 결과 여러 조각판들이 형성되었다. 뉴헤브리디스 판은 그 중 하나로서, 바누아투 제도의 섭입대에서 오스트레일리아판의 해양 지각을 받아들이며 성장한 판이다. 지구물리학적 증거에 따르면 뉴헤브리디스 섭입대는 제3기 중반부터 활성화되었으며, 초기에는 태평양판이 섭입하다가 이후 방향이 뒤집혀 현재는 오스트레일리아판이 섭입하는 구조로 바뀌었다는 설이 있다.

이는 '섭입 전이(subduction polarity reversal)' 현상의 한 예로, 약 수백만 년 전 주변 판들의 상대 운동이 바뀌면서 섭입 방향이 역전되었다는 것이다. 그 결과 오늘날 뉴헤브리디스판은 서쪽(뒤쪽)에는 확장성 분지(노스 피지 분지)를, 동쪽(앞쪽)에는 섭입대를 가지고 있는 호상 열도판이 되었다. 따라서 형성사 측면에서 뉴헤브리디스판은 주변 판들의 운동 변화에 대응하여 생성된 2차적 판이며, 그 역사는 곧 인근 피지 분지와 토발루 해역의 지각 변동사와 밀접히 연관된다.

뉴헤브리디스 판은 현재 전체적으로 남서쪽으로 이동하고 있으며, 오스트레일리아판과 태평양판 사이에서 회전 운동도 하고 있다. GPS 측정 결과에 따르면 뉴헤브리디스 판은 약 매년 8mm에서 10mm 정도의 회전[5] 운동을 하는 것으로 추정된다. 판의 남서 경계에서는 오스트레일리아판이 뉴헤브리디스판 아래로 섭입하고 있는데, 이 섭입대가 바로 뉴헤브리디스 해구이다.

오스트레일리아 판과 뉴헤브리디스 판의 수렴 속도는 연간 약 16mm 정도로 측정되며, 이 섭입으로 인해 바누아투 섬들을 따라 강력한 지진 활동이 나타난다. 특히 판 남부에서는 뉴헤브리디스판이 남향 성분 운동을 하고 있어, 해구 남단에서 남-남서향 충상 및 횡압축 지진이 발생하고 있다. 한편 판 북동쪽 경계에서는 태평양판과 발산 경계를 이룬다. 이 경계는 남북 방향의 남판도라 해령(South Pandora Ridge)으로 나타나며, 해당 해령에서 해저 확장이 일어나 뉴헤브리디스판이 북동쪽으로 커지고 있다. 이 확장축을 따라 뉴헤브리디스판이 북동쪽으로 약 16 mm/년 속도로 움직인다는 추정이 있다. 판의 북쪽 및 서쪽 경계는 비교적 복잡하여, 주변에 콘웨이 리프판, 푸투나판 등 작은 판들이 있다. 예컨대 북서쪽에서는 뉴헤브리디스판과 콘웨이 리프판 사이에 변환단층과 확장축이 혼재하며, 두 판 사이 상대 운동으로 콘웨이 리프판이 반시계 방향으로 회전하고 있다는 보고가 있다.

이러한 미소판들 간 경계는 뚜렷한 단층들로 구분된다. 전반적으로 뉴헤브리디스 판의 경계 운동은 한쪽(동쪽)에서는 섭입, 다른 쪽(서쪽)에서는 확장으로 특징지어져, 섭입대-호상열도-확장분지가 연결된 형태를 보여준다. 이는 서태평양에 흔한 "뒤섞인 판경계(back-arc basin)" 구조의 한 예로, 섭입대의 뒤쪽에서 판이 갈라지고 새로운 해양지각이 생성되는 상황이다.

관련된 화산 활동과 지진: 뉴헤브리디스 판은 매우 활발한 화산 및 지진 활동 지역이다. 판 동쪽 경계인 뉴헤브리디스 섭입대를 따라 바누아투 제도의 활화산들이 길게 늘어서 있다. 대표적인 화산으로 바누아투의 야수르 산, 암브림 산, 가우아 산 등이 있으며, 이들 대부분은 지속적 또는 간헐적 분화를 보인다. 이 화산 열도는 오스트레일리아판이 섭입하며 탈수된 물이 상부 맨틀을 녹여 형성된 마그마가 분화한 결과다. 특히 야수르 화산은 수 세기 넘게 거의 끊임없이 분화 중인 활화산으로 용암호수까지 있어 매우 유명하다.

이 일대는 지진 활동도 빈번하여, 지난 수십 년 동안 이 지역에서 M7 이상의 강진이 여러 차례 발생했다. 예컨대 2008년 바누아투 남부에서 M7.2 지진이, 2018년에는 로야티만 인근에서 M7.5 지진이 발생했다. 특히 2023년 5월에는 뉴헤브리디스판 경계에서 규모 Mw 7.1의 지진이 발생하여 바누아투에 쓰나미 경보가 발령되기도 했다. 뉴헤브리디스판의 섭입대는 전도성 슬래브 경계로, 규모 8 이상의 지진도 역사적으로 일어났다[6]. 판 내부에서도 지진이 관찰되는데, 이는 주로 섭입되는 오스트레일리아판 내부의 와다티 베니오프대 지진으로, 최대 깊이 300km까지 발생한다. 한편 판 서쪽 북피지 분지에서는 확장성 지진(천발, 소규모)이 다수 기록된다. 열수 활동 역시 활발하여, 판 서쪽 경계의 확장축과 변환단층 부근에서 해저 열수분출공과 변성대를 통한 메탄 방출이 보고되었다. 이는 신생대형 분지의 전형적인 특징으로, 북피지 분지가 현재 형성 중임을 보여준다. 요약하면, 뉴헤브리디스 판은 활화산과 빈번한 지진으로 그 존재를 드러내며, 이는 판이 작지만 에너지가 집중된 섭입-확장 시스템에 속해 있기 때문이다.

참고로 판은 주로 해양 지각으로 구성되어 있으며, 대륙 지각을 거의 포함하지 않는다. 바누아투 제도 자체는 호상 열도로서 해양지각 위에 화산과 퇴적물이 쌓여 형성된 섬들이다. 섬들(에스피리투산토, 에파테 등)의 기반은 현무암질 화산암과 섭입대 부가체로 이루어져 있으며, 대륙권 조각이 아니다. 판의 남서측에 피지나 뉴칼레도니아 같은 대륙기원의 섬들이 있지만, 이들은 오스트레일리아판의 일부이므로 뉴헤브리디스판에 속하지 않는다.

뉴헤브리디스판의 서쪽 경계를 이루는 북피지 분지도 신생대에 생긴 해양분지로, 대륙지각이 없다. 판 내 유일하게 대륙 껍질에 가까운 요소라면, 아마도 일부 고지대 해저산이나 해령분지 퇴적체 정도일 것이다. 따라서 뉴헤브리디스 판은 전형적인 해양-호상열도 판이며, 이로 인해 섭입과 확장 운동이 원활하게 이루어진다. 오스트레일리아 판의 대륙지각(예: 로얄티 제도, 뉴칼레도니아)이 근처에 있지만 이는 상대 판이므로 제외된다. 한편 뉴헤브리디스판의 남쪽 끝에서는 오스트레일리아 대륙지각의 끝부분(로드하우 해저 산열 끝자락)이 섭입되는 것으로 간주되나, 판에 편입되지는 않고 섭입되며 사라져가는 요소다.

그리고 뉴헤브리디스 섭입대는 판 구조론 발전 초창기부터 주목받아 왔다. 1970년대 초, 지진학자들은 바누아투에서 깊은 지진(300km 이상)이 발생함을 관측하여 이곳이 섭입대 임을 확인했고, 당시 이를 통해 호상열도 형성과 섭입의 상관관계가 재확인되었다. 1980년대에는 남태평양 섭입대들의 상호 연결 관계가 연구되었는데, 솔로몬-바누아투-피지로 이어지는 섭입 및 확장 체계가 규명되었다. 특히 비둘라(Billola) 등의 연구는 뉴헤브리디스 섭입대와 북피지 분지 확장이 어떻게 연성적으로 연결되는지를 보여주었다. 1990년대에는 GPS 측정이 이루어져 뉴헤브리디스 판의 독립된 운동이 처음 양적으로 확인되었다. 트레고닝 등(1999)은 바누아투 및 피지에 설치한 GPS 자료를 통해 뉴헤브리디스 판이 남쪽으로 회전하고 있음을 추정했고, 수렴 및 확장 속도를 계산하여 위에 언급한 수치를 도출했다. 2000년대에는 바누아투 주변의 미소판들(퓨투나, 콘웨이 리프 등)에 대한 연구가 진행되어, 이들 미소판의 존재와 운동학이 확인되었다. 또한 해양 음향조사를 통해 판 경계 단층들(예: 판도라 해령, 북피지 단층대)의 구조가 상세히 지도화되었다. 최근 2010년대에는 산타크루즈 제도 지진(2013년 M8.0)을 계기로 삼중접점 부근의 응력 환경 연구가 이루어졌고, 대규모 지진이 연쇄 발생할 가능성이 제기되었다. 예를 들어 2013년 지진의 여파로 남동쪽으로 1년 후인 2014년 바누아투에서 M7.3 지진이, 북서쪽으로 2015년 솔로몬에서 M7.0 지진이 발생하여 학자들은 이들의 연관성을 분석하였다. 그 결과 뉴헤브리디스 판 경계의 한 구간에서 강진이 일어나면 인접 구간에도 응력 이동으로 영향이 갈 수 있음이 시사되었다.

뉴헤브리디스판은 형성 이래 비교적 짧은 시간(수백만 년) 동안 크기와 경계가 변화해 왔다. 초기에는 피지-바누아투 지역 전체가 하나의 확장 분지 체계였으나, 약 200만 년에서 300만 년 전부터 분지가 부분적으로 닫히고 섭입이 시작되면서 뉴헤브리디스판이 독립된 호상열도판으로 구분되었다는 시나리오가 있다. 이러한 과정에서 판의 크기가 축소되고 경계가 재구획되었을 것이다.

최근 수백만 년 동안 뉴헤브리디스판은 남서쪽으로 이동하며 면적이 약간 줄어드는 경향을 보였다. 이는 오스트레일리아판 섭입이 계속되면서 판 자체가 후퇴하는 현상과 관련 있다. 즉 섭입대가 동쪽으로 이동하여 호상열도가 서쪽으로 후퇴하는 만큼 뒤쪽 분지가 확장해 판이 따라가는 모양새다. 이로 인해 호상열도(바누아투 섬들)가 과거보다 서쪽으로 약간 옮겨졌고, 북피지 분지가 더 넓어졌다는 것을 의미한다.

향후 뉴헤브리디스판은 주변 판들과의 역학에 따라 흡수되거나 새로운 경계를 만들 수 있다. 예측 중 하나로, 북피지 분지 확장이 언젠가 멈추고 오히려 뉴헤브리디스판이 태평양판과 합쳐질 수 있다는 것이 있다. 혹은 반대로 오스트레일리아판 섭입이 진행돼 뉴헤브리디스판이 더 커질 가능성도 있다. 그러나 서태평양의 판구조 맥락상, 미소판들은 수명(수천만 년)이 상대적으로 짧아 언젠가 주변 거대 판에 통합되는 경향이 있다. 예를 들어 이미 북쪽 솔로몬 해역에서는 오스트레일리아판이 미소판들을 흡수하며 단순화되는 추세가 관찰된다. 종합하면, 뉴헤브리디스판은 현재 활발히 움직이고 변화하는 판이며, 그 이동 경로는 주변의 태평양과 오스트레일리아판 경계 역학을 반영하여 과거와 미래 모두 비교적 큰 변화를 겪어왔다고 볼 수 있다. 이러한 지속적 변화는 바누아투 지역의 지질재해 양상에도 영향을 주어, 향후에도 지진과 화산활동이 빈번한 지역으로 남을 것이다.