사우스 샌드위치판

사우스 샌드위치판은 남대서양 남부에 위치한 작은 해양 미소판으로, 동쪽은 남아메리카판, 남쪽은 남극판, 서쪽은 스코샤판과 접하고 있다. 스코샤판과는 동스코샤 융기로 분리되며, 이 융기는 해구 뒤편에서 발달한 후방호 발산지대이다.

이 판 위에는 사우스 샌드위치 제도가 있으며, 동쪽 해구에서 활발한 섭입과 화산활동이 일어나고 있다. 사우스 샌드위치 섭입대는 약 6,000만 년 전 남극판과 남아메리카판의 수렴 운동으로 시작되었고, 약 1,500만 년 전 동스코샤 융기의 발달과 함께 스코샤판에서 분리되었다.

분리 원인으로는 섭입판의 후퇴와 스코샤판의 절대 운동이 제시되며, 이 둘이 복합적으로 작용했을 가능성이 있다. 사우스 샌드위치판은 남극해 주변의 판 운동을 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다.

사우스 샌드위치판은 남대서양의 동남부에 위치한 해양판으로, 남극판과 스코샤판 사이에 끼어 있으며 남아메리카판과의 수렴 경계에 접하고 있다. 이 판은 빠른 후열확장 활동과 활발한 섭입을 특징으로 하며, 지형 및 지각 구조, 맨틀 대류, 판 운동, 지진 발생에 이르기까지 복합적인 지질 과정을 보여준다.

이 판의 하부 지각은 백악기 시기에 형성된 것으로 추정되며, 약 1억 2,000만 년 전의 해양 지각이 일부 보존되어 있다. 이러한 지각은 남극판에서 유래한 지형과 유사한 특성을 나타내며, 지진단층 파편의 분석을 통해 이 지각 조각들이 스코샤판과 남극판의 경계 부근에 퇴적된 사실이 확인되었다. 현재 이 판에서는 국지적으로 후열확장 활동이 관측되며, 특히 섭입 전면에서는 좌향 전단대 및 변환단층이 활발히 활동하고 있다.

사우스 샌드위치 해령은 해구 뒤편에 발달한 후열확장 중심으로, 중심부에서는 얇은 퇴적층이 덮인 다양한 지형이 존재한다. 해령 축에서는 고지와 침강지형, 해산 및 화산체가 복잡하게 분포하며, 열수 분출의 흔적도 발견된다. 이러한 지형은 해양중앙해령과 유사한 구조를 보이나, 더욱 급격한 변형과 다양한 열역학적 조건을 반영한다.

지각의 두께는 약 32km로 관측되며, 열구배는 30도에서 35도/km 범위를 나타낸다. 전이대는 약 18km에서 22km 깊이에 존재하며, 이 지역에서는 고변형 환경 아래 고속 전단대가 국지적으로 발달하고 있다. 암권의 두께는 약 80km에서 100km이며, 깊이에 따라 점성이 급격히 변화하는 비선형 유체역학적 특성을 보인다. 지각 내에서의 변형률은 대체로 10의 마이너스 15제곱에서 10의 마이너스 14제곱 s⁻¹ 범위로 나타난다.

판 운동은 GPS 분석을 통해 상세히 파악되었으며, 사우스 샌드위치판은 동쪽으로 약 7mm/년에서 9mm/년 속도로 이동하고 있다. 회전극점은 남위 59도, 서경 33도 부근에 위치하며, 남아메리카판과의 경계에서는 섭입이 지속되고 있다. 이 경계에서는 판의 상대 운동으로 인해 비선형적인 속도 분포가 관측된다.

전면 섭입대에서는 급경사의 단층이 다수 분포하며, 퇴적물은 1km에서 2km 두께로 쌓여 있다. 이 지역은 섭입에 의해 발생하는 작은 규모의 지진이 빈번하게 관측되는 활성 지역이다. 특히, 변형률은 2mm/년에서 4mm/년에 달하며, 이는 구조적으로 매우 불안정한 환경임을 시사한다.

사우스 샌드위치 해령은 세계에서 가장 빠른 후열확장 속도 중 하나를 기록하고 있으며, 그 속도는 약 70mm에서 90mm/년에 이른다. 이와 동시에 남아메리카판과의 수렴 속도는 약 65mm/년로 추정되며, 후열확장의 에너지원이 되는 섭입 운동이 매우 활발함을 나타낸다. 지난 1,000만 년 동안 마그마 아크는 점진적으로 동쪽으로 이동해 왔으며, 이는 해구의 후퇴 운동과 맨틀 웨지에서의 상승류로 설명된다.

지진파 분석을 통해 슬랩의 하강 및 해구의 동쪽 이동 현상이 확인되었으며, 이 과정에서 맨틀 웨지는 점차 얇아지고 있다. 해구 뒤편에서는 남서에서 북동 방향으로 정렬된 맨틀 상승류가 존재하며, 이는 지오이드 이상값을 통해 뚜렷하게 드러난다. 이러한 맨틀 흐름은 후열확장 중심에 여러 활화산을 형성하였으며, 이들은 주기적으로 이산화탄소 등의 화산기원 기체를 방출하고 있다.

고해상도 지진 단층 영상 분석에 따르면 섭입대에서 slab의 경사는 약 55도이며, 지각 내 P파 속도는 6.5km/s에서 7.2km/s 수준이다. 섭입대의 베니오프대는 최대 깊이 약 200km까지 연장되며, 그 경로를 따라 중심부 지진이 넓게 분포한다.

이와 같은 자료들을 종합할 때, 사우스 샌드위치판은 활발한 섭입 활동, 세계적인 수준의 후열확장 속도, 맨틀 대류 및 지각 변형이 복합적으로 얽힌 지질학적 활동 중심지이며, 대서양 남부의 판구조 진화에서 매우 중요한 역할을 수행하고 있는 것으로 평가된다.