아이슬란드 열점

아이슬란드 열점은 아이슬란드 고원과 아이슬란드 섬의 형성에 중요한 역할을 한 주요 화산활동 요인 중 하나이다. 이 열점은 아이슬란드의 화산활동과 지각 변형을 이해하는 데 중요한 단서를 제공하며, 현재도 활발한 연구가 진행되고 있다.

아이슬란드 열점과 대서양 중앙 해령은 원래 서로 다른 위치에 존재했으나, 시간이 흐르면서 현재의 위치로 수렴하게 되었다. 이 과정에서 중앙 해령의 확장 운동과 열점 활동이 상호작용하면서, 아이슬란드는 세계에서 가장 활발한 화산활동이 일어나는 지역 중 하나가 되었다. 현재도 이 지역에서는 대량의 마그마가 분출되고 있으며, 새로운 거대 화성암 지대가 형성되고 있다.

특히, 대서양 중앙 해령과 열점의 상호작용으로 인해 아이슬란드 섬은 일반적인 중앙 해령 지역과는 다른 특징을 보인다. 보통 중앙 해령은 심해저에 위치하여 해양 지각이 천천히 확장되는 형태를 보이지만, 아이슬란드에서는 맨틀에서 상승하는 열점의 강한 마그마 공급이 중앙 해령의 활동을 더욱 증폭시키고 있다. 이러한 복합적인 작용으로 인해 섬 전체가 끊임없이 성장하고 있으며, 대규모 용암 평원과 다양한 화산 지형이 지속적으로 형성되고 있다.

아이슬란드 열점의 형성 원인에 대해서는 학계에서 여전히 논쟁이 진행 중이다. 가장 큰 쟁점은 이 열점이 지구 깊은 곳의 맨틀 플룸에서 기원하는지, 아니면 더 얕은 깊이에서 발생하는지에 대한 것이다.

최근 지진파 단층 촬영 연구에서는 아이슬란드 지하에 폭 약 100km에 이르는 비정상적으로 뜨거운 맨틀 플룸이 존재하며, 이 구조가 하부 맨틀까지 이어질 가능성이 있다는 결과를 제시했다. 그러나 이러한 연구 결과에 대한 해석은 연구자마다 다르게 나타난다.

일부 연구자들은 아이슬란드 열점이 깊은 맨틀 기원을 가지지 않는다고 주장한다. 폴거(Foulger) 등의 연구팀은 아이슬란드 아래의 맨틀 플룸이 맨틀 전이층까지만 도달하며, 하와이 열점과 같은 깊은 맨틀 기원을 가질 수 없다고 보고 있다. 반면, 비야르트와 스팍만은 아이슬란드 플룸이 하부 맨틀까지 이어진다고 주장하며, 하와이 열점과 유사한 기원을 가질 가능성이 크다고 본다.

아이슬란드 열점이 하와이 열점과 비교되는 또 다른 이유는 화산의 이동 경로가 명확하지 않다는 점이다. 하와이- 황제 해저 산열은 판 이동에 따라 시간이 흐르면서 점진적으로 형성된 화산 열도의 전형적인 모습을 보여준다. 하지만 아이슬란드에서는 이와 같은 명확한 이동 경로가 발견되지 않으며, 이를 해석하는 방식에 대해서도 연구자들 사이에서 의견이 나뉘고 있다.

일부 연구에서는 아이슬란드 내 화산들의 정렬 방식이 판 이동을 반영한다고 주장한다. 예를 들어, 그림스뷔튼 산에서 수르트세이까지 이어지는 선이 유라시아판의 이동을 반영하며, 그림스뷔튼에서 레이캬네스 화산대까지의 선이 북아메리카판의 이동을 나타낸다는 해석이 제기된 바 있다. 그러나 이러한 가설에 대해서도 아직 확실한 결론이 내려지지 않았다.

아이슬란드 플룸은 맨틀 내에서 비정상적으로 뜨거운 암석이 상승하는 흐름으로 가정되며, 그 기원이 맨틀과 핵의 경계[1]에서 시작되었다고 보는 견해가 있다. 하지만, 지진파 연구 결과에 따라 이러한 구조가 실제로 존재하는지에 대해서는 학자들 사이에서도 의견이 엇갈린다.

아이슬란드의 화산활동은 W. 제이슨 모건의 플룸 이론에 따라 아이슬란드 열점이 맨틀 플룸의 지표 표현이라고 해석되기도 한다. 이 이론에 따르면, 플룸의 존재는 단순히 판의 분리로 인한 화산 활동을 강화하는 역할을 할 뿐만 아니라, 그린란드와 노르웨이 대륙 주변의 홍수 현무암, 레이캬네스 해령의 사선 방향, 그리고 남쪽의 아이기르와 콜베인세이 해령에서 발견된 두꺼운 화성 지각과도 연관이 있을 가능성이 있다.

플룸 줄기는 폭이 약 100km 정도로 비교적 좁으며, 지표에서 400에서 650km 깊이까지 이어지는 것으로 추정된다. 일부 연구에서는 이 플룸이 지구 핵과 맨틀 경계까지 뻗어 있을 가능성이 있다고도 보고 있다. 반면, 플룸 머리는 지름이 1000km 이상에 이를 것으로 추정된다.

아이슬란드 열점이 하와이와 같은 시간 진행형 화산역열 형성하지 않는 이유에 대해서는 몇 가지 가설이 있다. 일부 연구에서는 대륙 분리 이후 약 1500만 년 동안 아이슬란드 플룸이 두꺼운 그린란드 지괴 아래에 위치했기 때문에 화산열의 이동 흔적이 남지 않았을 가능성이 크다고 본다. 이후, 플룸에서 상승한 맨틀 물질이 북대서양 중앙 해령으로 유입되면서 현재의 아이슬란드 화산 활동을 지속시키고 있다는 해석이 있다.

시베리안 트랩은 약 2억 5천만 년 전, 고생대 말 페름기와 중생대 초기 트라이아스기의 경계에서 발생한 초화산 분화로 형성된 거대 화성암 지대이며, 오늘날의 러시아 시베리아 지역을 덮고 있는 광대한 화산암 지대이다. 이 지역에서 방출된 엄청난 양의 용암과 화산가스는 당시의 대멸종 사태와 관련이 있는 것으로 추정되며, 특히 대기 중 이산화탄소와 메탄가스 증가로 인해 심각한 기후 변화를 초래한 것으로 연구되고 있다.

이 둘을 연결하는 연구에서는 지구 내부의 맨틀 플룸기원을 주목하고 있다. 일부 학설에서는 시베리안 트랩을 형성한 맨틀 플룸이 시간이 지나면서 북대서양 지역으로 이동해 현재의 아이슬란드 열점이 되었다는 가설을 제시한다. 이 이론은 맨틀 플룸이 이동하면서 점차 북쪽으로 이동해 대서양 해령과 만나면서 새로운 열점 활동을 촉진했다는 것이다.

그러나 이러한 연관성은 여전히 논쟁의 대상이며, 시베리안 트랩과 아이슬란드 열점이 동일한 맨틀 기둥에서 기원했는지에 대한 결정적인 증거는 부족하다. 또한, 시베리안 트랩이 형성된 시기와 현재 아이슬란드 열점이 활동하는 시기 사이에는 약 2억 5천만 년의 차이가 존재하며, 그동안 지구 내부의 맨틀 순환이 크게 변화했을 가능성이 크다.

이러한 점에서 아이슬란드 열점과 시베리안 트랩이 동일한 맨틀 기둥에서 기원했다는 가설은 흥미로운 연구 주제이지만, 추가적인 지질학적 증거가 필요하다.