아파르 삼중 접합부

아파르 삼중 접합부(Afar Triple Junction)은 아프리카판, 소말리아판, 아라비아판이 만나는 발산형 판 경계에 위치해 있다. 이 지역은 대륙이 분열하며 해양 분지가 형성되는 과정을 보여주는 대표적인 현대적 사례로 여겨진다. 이 삼중 접합부에서는 홍해와 아덴 해령, 동아프리카 지구대가 만나고 있다. 이 중 동아프리카 지구대는 아파르 삼중 접합부에서 모잠비크까지 약 6,500km에 걸쳐 이어진다.

이 지역에서의 지질 구조는 세 개의 주요 갈라지는 팔(분지)로 구성되어 있다. 첫 번째 분지는 홍해를 따라 북쪽으로 이어져 사해까지 연결된다. 두 번째 분지는 아덴 만을 지나 인도양 중앙 해령과 연결된다. 이 두 개의 분지는 해수면 아래에 위치하며, 중앙 해령과 유사한 지형을 형성한다. 세 번째 분지는 남쪽으로 약 4,000km 뻗어 있으며, 케냐, 우간다, 콩고민주공화국, 르완다, 부룬디, 탄자니아, 잠비아, 말라위, 모잠비크를 포함하는 지역을 지나간다. 이 남쪽으로 이어지는 열곡대는 동아프리카 지구대로 잘 알려져 있으며, 아파르 삼중 접합부 역시 이 시스템의 일부로 포함된다.

열곡대는 지각이 발산하면서 형성되는 구조로, 뜨거운 맨틀 물질이 상승하며 상대적으로 차가운 암석권을 잡아당기고 얇아지게 함으로써 발생한다. 이러한 과정에서 지각이 점차 분리되며 열곡이 형성되고, 궁극적으로는 해양 분지가 만들어질 수도 있다. 아파르 삼중 접합부은 이러한 열곡 형성의 대표적인 사례로, 아프리카판, 소말리아판, 아라비아판이 만나는 지점이다. 이 삼중 접합부는 홍해에서 아덴 해령을 따라 동아프리카 지구대와 연결되며, 각 판이 서로 멀어지는 발산형 경계를 형성하고 있다.

이 삼중합점의 형성은 백악기 후기에서 고제3기(Paleogene) 동안 시작된 것으로 추정된다. 당시 아프리카판은 북쪽에서 유라시아판 아래로 섭입하는 과정에서 장거리 응력을 받았으며, 이로 인해 판 내부에서도 균열과 변형이 발생했다.

이와 동시에 맨틀 상승이 이루어지면서, 지각이 아래로 휘어지고 돔 형태로 부풀어 오르게 되었다. 이러한 과정은 현재의 동아프리카 열곡대 전반에 걸쳐 관찰되며, 특히 케냐 돔은 이에 대한 대표적인 연구 사례로 꼽힌다.

맨틀 상승 현상은 에티오피아 북서부 타나 호수 아래에서 시작되었다고 추정된다. 연구에 따르면, 쥐라기와 백악기 동안 형성된 석회암 및 사암층의 고도 변화를 분석했을 때, 에티오피아 고원의 순수 암석 융기는 약 2.2km에 달하는 것으로 나타났다.

이는 맨틀 플룸이 에티오피아 아래에 정체하면서 발생한 상승 작용의 결과일 가능성이 높다. 또한, 연구자 가니는 에티오피아 고원의 침식률 변화가 과거 기후 변동과 관련이 없다는 점을 지적하며, 이는 고원의 융기가 간헐적으로 이루어졌음을 시사한다고 주장하였다. 또 다른 연구자인 베이커는 에티오피아 지역의 융기가 장기간 안정적인 시기를 거치면서 여러 차례 발생했다고 제안했다.

이와 함께 가장 널리 받아들여지는 설명 중 하나는 고제3기 홍수 현무암이 에티오피아 고원의 현재 지형을 형성하는 중요한 역할을 했다는 점이다. 두 개의 주요 돔 구조[1]가 형성되면서 지각의 융기와 확장이 진행되었고, 이 과정에서 두 돔 사이에 큰 함몰 지역이 발생하였다. 또한, 연안 지역에서는 지반 침강이 일어났으며, 특히 아파르 지역에서는 1,000m 규모의 단층 작용이 관찰되었다.

동아프리카 지구대는 아프리카판과 소말리아판이 분리되면서 형성된 구조이며, 이는 케냐 및 아파르 지역의 높은 맨틀 열류와 관련이 있다. 이 열곡대는 북동-남서 방향으로 뻗어 있으며, 서부 지구대(Western Branch, 알버틴 지구대)와 동부 지구대(Eastern Branch, 그레고리 지구대)로 나뉜다.

이 지역에 존재하는 호수는 단층 작용과 밀접한 관련이 있으며, 정상 단층 또는 주향 이동 단층에 의해 형성된 것으로 추정된다. 현재 열곡의 확장 속도는 북쪽에서 약 6mm/년이며, 남쪽으로 갈수록 점차 감소하는 경향을 보인다.

홍해 열곡대는 아프리카판과 아라비아판 사이의 발산형 판 경계를 따라 형성되었다. 이 열곡대는 사해에서 시작되어 아파르 삼중합점까지 이어지는 구조를 띤다. 홍해 열곡 내부에는 자발 알타이르 화산을 포함한 다양한 해저 화산이 존재하며, 확장 속도는 7~17mm/년으로 지역에 따라 차이를 보인다.

아덴 해령(Aden Ridge)은 아프리카판과 아라비아판을 나누는 발산형 판 경계이다. 이 해령은 아파르 삼중 접합부에서 동쪽으로 뻗어 있으며, 오웬 단층대까지 연결된다. 이 지역의 확장 속도는 약 17mm/년이며, 아덴-오웬-칼스버그 삼중합점에서 아프리카, 아라비아, 인도-오스트레일리아 판이 만나게 된다.

아파르 함몰지는 원래 하나의 아프리카 판이었던 지역이 점진적인 열곡 작용을 거치며 아라비아 판, 소말리아 판, 누비아 판으로 분리된 곳이다. 지질학자 맥켄지와 모건은 아파르 삼중 접합부을 능선-능선-능선(Ridge-Ridge-Ridge, RRR) 유형으로 분류하며, 이 구조가 장기간 안정적으로 유지될 것으로 예상하였다.

아파르 지역의 해발 고도는 1,000m에서 -120m 사이로 변동하며, 약 40Mya부터 지속적인 돔 융기가 발생하였다. 이후 25Mya경 이 돔이 붕괴하면서 현재의 아파르 함몰지가 형성되었다. 이 지역은 약 20만km² 이상의 면적을 차지하며, 연간 6~17mm 속도로 확장되고 있다.