세계의 열점 지역 | ||||||||||||||||
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1. 개요[편집]
2. 상세[편집]
소사이티 열점은 남태평양의 소사이티 제도를 형성한 주요 지질학적 요소로, 이 열점의 기원과 화산 활동을 설명하는 두 가지 주요 가설이 존재한다. 첫 번째는 맨틀 플룸 이론이며, 두 번째는 판구조적 원인에 의한 화산 활동 가설이다. 이 두 이론은 지진파 분석, 지구물리학적 탐사, 암석학적 연구를 통해 각각의 타당성을 평가받고 있으며, 현재까지 논의 되고 있다.
현 시점에서 가장 널리 받아들여지는 가설은 소사이티 열점이 맨틀 플룸에 의해 형성되었다는 이론이다. 이 가설에 따르면, 하부 맨틀에서 뜨거운 물질이 상승하며 상부 맨틀과 지각을 관통하여 표면으로 분출하게 된다. 태평양판이 북서쪽으로 이동하는 동안, 열점에서 분출된 용암이 누적되어 화산섬들이 점진적으로 형성되었으며, 이러한 과정이 반복되면서 오늘날의 소사이티 제도가 형성되었다.
소사이티 제도를 구성하는 섬들의 연대는 열점 이론이 예측하는 연속적인 나이 증가 패턴을 따른다. 즉, 화산섬들은 동남쪽에서 형성된 후 시간이 지나면서 북서쪽으로 이동하는 경향을 보이며, 이는 태평양판의 이동 속도와 일치한다.
지진파 탐사를 통해 상부 맨틀에서 발생한 속도 이상이 하부 맨틀 최상부까지 연장되어 있음을 확인할 수 있다. 이 현상은 뜨거운 물질이 맨틀 전이대를 방해 없이 통과하고 있음을 시사하며, 맨틀 깊은 곳에서부터 상승하는 열점의 존재를 강하게 지지한다.
또한, 타히티 남동쪽의 활성 지역에서 상부 맨틀의 전도율이 높게 나타났으며, 이는 높은 온도의 물질이 상승하고 있음을 보여준다. 뜨거운 맨틀 물질이 상부로 이동하면서 지각을 녹이고 화산 활동을 유발하는 과정과 일치하는 현상이다. 그런데 맨틀 플룸 이론 내에서도 소사이티 열점의 형성과 관련하여 두 가지 세부 모델이 제안되었다.
첫번째로 국소적 맨틀 플룸 이론은 소사이티 열점이 좁고 독립적인 맨틀 플룸에 의해 형성되었음을 주장한다. 전자기 탐사에 따르면, 소사이티 열점 아래에서 반경 150km 이하의 전도율 이상이 확인되었으며, 이는 국소적인 기둥 형태의 맨틀 상승을 시사한다. 또한, 지진파 탐사 결과, 맨틀 전이대에서 500km 미만으로 얇아진 지역이 발견되었으며, 이는 비교적 작은 규모의 기둥이 하부에서 상부로 열 흐름을 전달하고 있음을 의미한다.
반면, 일부 연구에서는 남태평양의 여러 열점이 하나의 거대한 초거대 맨틀 플룸(superplume)에 의해 형성되었을 가능성을 제기한다. 지진파 탐사 결과, 하부 맨틀에서 약 1,000km 깊이까지 이어지는 대규모 저속도 이상이 발견되었으며, 이는 넓은 지역에서 맨틀 물질이 상승하고 있음을 보여준다. 또한, 상부 맨틀에서 소규모 저속도 이상이 존재하는데, 이는 초거대 기둥에서 갈라져 나온 작은 맨틀 플룸일 가능성이 제기되었다.
이 모델을 뒷받침하는 또 다른 증거는 남태평양의 여러 열점에서 화산 활동이 간헐적으로 발생한다는 점이다. 일반적인 맨틀 플룸 모델에서는 지속적인 화산 활동이 예상되지만, 일부 지역에서는 수십만 년에서 수백만 년에 걸쳐 간헐적인 분화가 발생하고 있다. 이는 초거대 맨틀 플룸에서 분리된 작은 플룸들이 독립적으로 활동하기 때문일 가능성이 있다.
일부 연구자들은 소사이티 열점의 여러 특징이 맨틀 플룸 모델과 일치하지 않는다고 주장하며, 열점이 판구조적 요인에 의해 형성되었을 가능성을 제시했다. 이 가설은 지각과 상부 맨틀 내에서 발생하는 균열과 응력 변화가 화산 활동을 유발했으며, 맨틀 깊은 곳에서 올라오는 뜨거운 물질보다는 얕은 맨틀과 지각 내의 용융물이 주요한 역할을 했다고 본다.
그리고 가장 중요한 점은 만약, 소사이티 열점이 깊은 맨틀 플룸에서 기원했다면, 열점이 처음 형성될 때 대규모 홍수 현무암이 발생했어야 한다. 그러나 소사이티 제도에서는 이러한 지질학적 흔적이 발견되지 않았다.
맨틀 플룸 이론에서는 특정 지역에서 오랜 기간 동안 화산 활동이 지속되는 경향이 있지만, 소사이티 제도의 여러 섬에서는 비교적 짧은 기간 동안 화산 활동이 이루어졌다.
그리고 중요한 점이 소사이티 제도에서 분출된 용암을 분석한 결과, 깊은 맨틀 기원의 물질보다 상대적으로 얕은 곳에서 기원한 성분이 다수 포함되어 있었다. 이는 지각과 상부 맨틀 내에서 발생한 용융물이 분출했음을 시사한다.
이 가설에 따르면, 소사이티 제도와 남태평양의 여러 화산섬들은 지각 내 균열이 확장되면서 형성되었으며, 이러한 균열은 열 수축, 섭입대의 맨틀 흐름, 판 경계 변화 등에 의해 유발되었다. 실제로 소사이티 제도의 화산 활동 시기와 방향성은 주요 판 경계 변화 시기 및 지각 응력장의 변화와 밀접한 관련이 있는 것으로 분석되었다.
결론적으로 소사이티 열점의 기원을 설명하는 두 가지 가설은 각각 강력한 증거를 가지고 있으며, 현재까지도 논쟁이 이어지고 있다. 일부 연구에서는 맨틀 플룸 이론이 전반적인 구조를 설명하는 데 유용하다고 보지만, 특정한 세부 사항들은 판구조적 요인과도 관련이 있을 가능성이 제기되고 있다.
궁극적으로, 소사이티 열점의 화산 활동은 하나의 요인만으로 설명되기보다는 맨틀 플룸과 판구조적 요인이 복합적으로 작용했을 가능성이 크다. 앞으로 더 정밀한 지구물리학적 탐사와 화산 활동의 정량적 분석이 이루어진다면, 이 열점의 기원에 대한 보다 명확한 해답을 얻을 수 있을 것이다.
현 시점에서 가장 널리 받아들여지는 가설은 소사이티 열점이 맨틀 플룸에 의해 형성되었다는 이론이다. 이 가설에 따르면, 하부 맨틀에서 뜨거운 물질이 상승하며 상부 맨틀과 지각을 관통하여 표면으로 분출하게 된다. 태평양판이 북서쪽으로 이동하는 동안, 열점에서 분출된 용암이 누적되어 화산섬들이 점진적으로 형성되었으며, 이러한 과정이 반복되면서 오늘날의 소사이티 제도가 형성되었다.
소사이티 제도를 구성하는 섬들의 연대는 열점 이론이 예측하는 연속적인 나이 증가 패턴을 따른다. 즉, 화산섬들은 동남쪽에서 형성된 후 시간이 지나면서 북서쪽으로 이동하는 경향을 보이며, 이는 태평양판의 이동 속도와 일치한다.
지진파 탐사를 통해 상부 맨틀에서 발생한 속도 이상이 하부 맨틀 최상부까지 연장되어 있음을 확인할 수 있다. 이 현상은 뜨거운 물질이 맨틀 전이대를 방해 없이 통과하고 있음을 시사하며, 맨틀 깊은 곳에서부터 상승하는 열점의 존재를 강하게 지지한다.
또한, 타히티 남동쪽의 활성 지역에서 상부 맨틀의 전도율이 높게 나타났으며, 이는 높은 온도의 물질이 상승하고 있음을 보여준다. 뜨거운 맨틀 물질이 상부로 이동하면서 지각을 녹이고 화산 활동을 유발하는 과정과 일치하는 현상이다. 그런데 맨틀 플룸 이론 내에서도 소사이티 열점의 형성과 관련하여 두 가지 세부 모델이 제안되었다.
첫번째로 국소적 맨틀 플룸 이론은 소사이티 열점이 좁고 독립적인 맨틀 플룸에 의해 형성되었음을 주장한다. 전자기 탐사에 따르면, 소사이티 열점 아래에서 반경 150km 이하의 전도율 이상이 확인되었으며, 이는 국소적인 기둥 형태의 맨틀 상승을 시사한다. 또한, 지진파 탐사 결과, 맨틀 전이대에서 500km 미만으로 얇아진 지역이 발견되었으며, 이는 비교적 작은 규모의 기둥이 하부에서 상부로 열 흐름을 전달하고 있음을 의미한다.
반면, 일부 연구에서는 남태평양의 여러 열점이 하나의 거대한 초거대 맨틀 플룸(superplume)에 의해 형성되었을 가능성을 제기한다. 지진파 탐사 결과, 하부 맨틀에서 약 1,000km 깊이까지 이어지는 대규모 저속도 이상이 발견되었으며, 이는 넓은 지역에서 맨틀 물질이 상승하고 있음을 보여준다. 또한, 상부 맨틀에서 소규모 저속도 이상이 존재하는데, 이는 초거대 기둥에서 갈라져 나온 작은 맨틀 플룸일 가능성이 제기되었다.
이 모델을 뒷받침하는 또 다른 증거는 남태평양의 여러 열점에서 화산 활동이 간헐적으로 발생한다는 점이다. 일반적인 맨틀 플룸 모델에서는 지속적인 화산 활동이 예상되지만, 일부 지역에서는 수십만 년에서 수백만 년에 걸쳐 간헐적인 분화가 발생하고 있다. 이는 초거대 맨틀 플룸에서 분리된 작은 플룸들이 독립적으로 활동하기 때문일 가능성이 있다.
일부 연구자들은 소사이티 열점의 여러 특징이 맨틀 플룸 모델과 일치하지 않는다고 주장하며, 열점이 판구조적 요인에 의해 형성되었을 가능성을 제시했다. 이 가설은 지각과 상부 맨틀 내에서 발생하는 균열과 응력 변화가 화산 활동을 유발했으며, 맨틀 깊은 곳에서 올라오는 뜨거운 물질보다는 얕은 맨틀과 지각 내의 용융물이 주요한 역할을 했다고 본다.
그리고 가장 중요한 점은 만약, 소사이티 열점이 깊은 맨틀 플룸에서 기원했다면, 열점이 처음 형성될 때 대규모 홍수 현무암이 발생했어야 한다. 그러나 소사이티 제도에서는 이러한 지질학적 흔적이 발견되지 않았다.
맨틀 플룸 이론에서는 특정 지역에서 오랜 기간 동안 화산 활동이 지속되는 경향이 있지만, 소사이티 제도의 여러 섬에서는 비교적 짧은 기간 동안 화산 활동이 이루어졌다.
그리고 중요한 점이 소사이티 제도에서 분출된 용암을 분석한 결과, 깊은 맨틀 기원의 물질보다 상대적으로 얕은 곳에서 기원한 성분이 다수 포함되어 있었다. 이는 지각과 상부 맨틀 내에서 발생한 용융물이 분출했음을 시사한다.
이 가설에 따르면, 소사이티 제도와 남태평양의 여러 화산섬들은 지각 내 균열이 확장되면서 형성되었으며, 이러한 균열은 열 수축, 섭입대의 맨틀 흐름, 판 경계 변화 등에 의해 유발되었다. 실제로 소사이티 제도의 화산 활동 시기와 방향성은 주요 판 경계 변화 시기 및 지각 응력장의 변화와 밀접한 관련이 있는 것으로 분석되었다.
결론적으로 소사이티 열점의 기원을 설명하는 두 가지 가설은 각각 강력한 증거를 가지고 있으며, 현재까지도 논쟁이 이어지고 있다. 일부 연구에서는 맨틀 플룸 이론이 전반적인 구조를 설명하는 데 유용하다고 보지만, 특정한 세부 사항들은 판구조적 요인과도 관련이 있을 가능성이 제기되고 있다.
궁극적으로, 소사이티 열점의 화산 활동은 하나의 요인만으로 설명되기보다는 맨틀 플룸과 판구조적 요인이 복합적으로 작용했을 가능성이 크다. 앞으로 더 정밀한 지구물리학적 탐사와 화산 활동의 정량적 분석이 이루어진다면, 이 열점의 기원에 대한 보다 명확한 해답을 얻을 수 있을 것이다.
3. 핏캐언 - 갬비어 화산열[편집]
핏캐언-갬비어 열점은 지난 1,100만 년 동안 해저 화산을 형성하며, 여러 대형 해산과 섬들을 만들어왔다. 이 화산열은 서쪽이 오래되고 동쪽으로 갈수록 젊은 화산이 위치하는 특징을 보인다. 핏케언 제도를 구성하는 주요 섬으로는 핏캐언, 헨더슨 섬, 두시 섬, 오에노 섬이 있다.
유럽인들이 이 지역을 처음 발견한 것은 1767년이며, 현재 핏캐언 제도는 세계에서 가장 외딴 거주지 중 하나로 알려져 있다. 다중빔 음향 탐사와 해저 영상 분석을 통해 핏캐언 섬 주변 약 9,500㎢ 범위 내에 수백 개의 화산 구조물이 존재하는 것이 확인되었다. 주요 섬의 동쪽에는 현재도 활동 중인 화산이 있으며, 일부는 수심 500m보다 얕은 곳에 위치하고 있다.
핏캐언-갬비어 화산열을 구성하는 주요 해산과 섬들은 다음과 같다.
유럽인들이 이 지역을 처음 발견한 것은 1767년이며, 현재 핏캐언 제도는 세계에서 가장 외딴 거주지 중 하나로 알려져 있다. 다중빔 음향 탐사와 해저 영상 분석을 통해 핏캐언 섬 주변 약 9,500㎢ 범위 내에 수백 개의 화산 구조물이 존재하는 것이 확인되었다. 주요 섬의 동쪽에는 현재도 활동 중인 화산이 있으며, 일부는 수심 500m보다 얕은 곳에 위치하고 있다.
핏캐언-갬비어 화산열을 구성하는 주요 해산과 섬들은 다음과 같다.
- 모루로아 환초(Moruroa): 약 1,100만 년 전 형성되었으며, 현재는 환초 형태를 띤다.
- 팡가타우파(Fangataufa): 약 1,000만 년 전에 형성된 환초이다.
- 갬비어 제도(Gambier Islands): 약 650만 년 전에 형성된 섬 및 환초 군집이다.
- 핏케언 제도(Pitcairn Islands): 약 70만 년 전에 형성된 섬들이다.
- 핏캐언 해산(Pitcairn Seamounts): 약 50만 년 전에 형성된 해저 화산들이다.
이 화산열은 남위 21.5도, 서경 139도에서 남위 25도, 서경 129.5도까지 뻗어 있다.