세계의 열점 지역 | ||||||||||||||||
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1. 개요[편집]
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NASA에서 촬영한 케르겔렌 섬의 지도 |
케르겔렌 열점은 남인도양에 위치한 케르겔렌 고원에서 형성된 화산 열점이다. 이 열점은 약 1억 3천만 년 전부터 현재까지 현무암질 용암을 분출하며 활동해온 것으로 추정되며, 지구상에서 가장 오랜 기간 동안 지속적으로 활동한 열점 중 하나로 여겨진다.
케르겔렌 열점이 형성한 주요 지질 구조물로는 케르겔렌 섬, 내추럴리스트 고원(Naturaliste Plateau), 허드 섬(Heard Island), 맥도널드 제도(McDonald Islands), 티베트 남부의 커메이 대규모 화성 지대(Comei Large Igneous Province), 그리고 인도의 라즈마할 트랩(Rajmahal Traps) 등이 있다.
특히 케르겔렌 열점과 관련된 가장 두드러진 지질 구조 중 하나는 나인티 이스트 해령이다. 이 해저 산맥은 길이가 5,000km 이상으로, 지구에서 가장 긴 직선형 판구조적 지형으로 알려져 있다.
이 열점이 지난 1억 3천만 년 동안 분한한 총 마그마의 양은 약 2,500만km³로 추정된다.[1]그러나 케르겔렌 열점은 대규모 화성 지대와 해산들을 형성하는 것 외에도, 해저 확장 과정과 상호작용한 흔적이 있어 정확한 마그마 분출량을 측정하는 데에는 다소 불확실성이 존재한다.
케르겔렌 열점이 형성한 주요 지질 구조물로는 케르겔렌 섬, 내추럴리스트 고원(Naturaliste Plateau), 허드 섬(Heard Island), 맥도널드 제도(McDonald Islands), 티베트 남부의 커메이 대규모 화성 지대(Comei Large Igneous Province), 그리고 인도의 라즈마할 트랩(Rajmahal Traps) 등이 있다.
특히 케르겔렌 열점과 관련된 가장 두드러진 지질 구조 중 하나는 나인티 이스트 해령이다. 이 해저 산맥은 길이가 5,000km 이상으로, 지구에서 가장 긴 직선형 판구조적 지형으로 알려져 있다.
이 열점이 지난 1억 3천만 년 동안 분한한 총 마그마의 양은 약 2,500만km³로 추정된다.[1]그러나 케르겔렌 열점은 대규모 화성 지대와 해산들을 형성하는 것 외에도, 해저 확장 과정과 상호작용한 흔적이 있어 정확한 마그마 분출량을 측정하는 데에는 다소 불확실성이 존재한다.
2. 현재의 화산 활동[편집]
케르겔렌 열점의 가장 최근 화산 활동은 허드 섬과 맥도널드 제도 부근에서 발생했으며, 이 지역에는 현재도 두 개의 활화산이 존재한다. 그러나 연구자들은 현재 케르겔렌 열점이 단순히 이 지역에 국한되지 않고, 중앙 케르겔렌 고원 전역으로 확장될 가능성이 있다고 보고 있다. 이 범위는 약 440km에 이르며, 케르겔렌 제도 깊숙이까지 영향을 미칠 수 있다. 실제로 케르겔렌 제도의 일부 지역에서는 지열 활동이 관측되었으며, 분출 가스를 내뿜는 푸마롤[2] 활동도 확인된 바 있다. 일부 판구조론 모델에서는 열점의 중심이 현재 위치보다 북동쪽으로 이동했을 가능성을 제시하고 있다.
케르겔렌 제도에서 가장 많은 용암 분출이 일어난 시기는 약 3,000만 년에서 2,400만 년 전으로, 이 시기에 알칼리성 홍수 현무암이 광범위하게 퇴적되었다. 그러나 제도의 남동쪽에서는 더 젊은 용암이 발견되었으며, 암맥 또는 화산 플러그 형태로 존재하는 이 용암들은 약 1,000만 년에서 600만 년 전의 것으로 밝혀졌다. 또한, 케르겔렌 제도의 최대 화산인 몽 로스[3]는 비교적 최근인 약 200만 년에서 10만 년 전 사이에 형성된 것으로 보인다.
케르겔렌 열점의 최근 활동은 케르겔렌 제도와 그 인근 해저뿐만 아니라, 현재의 동남인도양 해령과 가까운 암스테르담-생폴 고원에서도 확인된다. 이 지역은 약 1,000만 년 전부터 화산 활동을 해왔으며, 이곳에서 발견된 용암의 화학적 조성이 케르겔렌 열점과 유사하다는 연구 결과가 있다. 따라서 일부 연구자들은 암스테르담-생폴 플래토에 위치한 최근 화산 활동을 독립적인 열점에서 비롯된 것으로 보지 않고, 케르겔렌 열점의 일부로 해석하기도 한다.
이러한 해석이 맞다면, 케르겔렌 제도에서 북동쪽으로 약 1,400km 떨어진 암스테르담 섬 역시 케르겔렌 열점의 영향을 받고 있는 것으로 볼 수 있다. 암스테르담 섬의 화산은 지난 1세기 이내에 분화했을 가능성이 있으며, 인근의 부메랑 해산은 1995년에 분출한 기록이 있다. 또한, 가까운 생폴 섬에서는 1793년에 분출이 발생한 것으로 확인된다.
이처럼 케르겔렌 열점의 활동 범위는 예상보다 광범위하며, 현재도 일부 지역에서 지속적인 화산 활동이 진행되고 있는 것으로 보인다.
케르겔렌 제도에서 가장 많은 용암 분출이 일어난 시기는 약 3,000만 년에서 2,400만 년 전으로, 이 시기에 알칼리성 홍수 현무암이 광범위하게 퇴적되었다. 그러나 제도의 남동쪽에서는 더 젊은 용암이 발견되었으며, 암맥 또는 화산 플러그 형태로 존재하는 이 용암들은 약 1,000만 년에서 600만 년 전의 것으로 밝혀졌다. 또한, 케르겔렌 제도의 최대 화산인 몽 로스[3]는 비교적 최근인 약 200만 년에서 10만 년 전 사이에 형성된 것으로 보인다.
케르겔렌 열점의 최근 활동은 케르겔렌 제도와 그 인근 해저뿐만 아니라, 현재의 동남인도양 해령과 가까운 암스테르담-생폴 고원에서도 확인된다. 이 지역은 약 1,000만 년 전부터 화산 활동을 해왔으며, 이곳에서 발견된 용암의 화학적 조성이 케르겔렌 열점과 유사하다는 연구 결과가 있다. 따라서 일부 연구자들은 암스테르담-생폴 플래토에 위치한 최근 화산 활동을 독립적인 열점에서 비롯된 것으로 보지 않고, 케르겔렌 열점의 일부로 해석하기도 한다.
이러한 해석이 맞다면, 케르겔렌 제도에서 북동쪽으로 약 1,400km 떨어진 암스테르담 섬 역시 케르겔렌 열점의 영향을 받고 있는 것으로 볼 수 있다. 암스테르담 섬의 화산은 지난 1세기 이내에 분화했을 가능성이 있으며, 인근의 부메랑 해산은 1995년에 분출한 기록이 있다. 또한, 가까운 생폴 섬에서는 1793년에 분출이 발생한 것으로 확인된다.
이처럼 케르겔렌 열점의 활동 범위는 예상보다 광범위하며, 현재도 일부 지역에서 지속적인 화산 활동이 진행되고 있는 것으로 보인다.
3. 화산 분화의 역사[편집]
3.1. 역사적 화산 활동 및 판구조 운동[편집]
케르겔렌 열점은 인도-오스트레일리아 판의 판구조적 역사를 해석하는 데 중요한 역할을 해왔으며, 현재는 남극판에 위치하고 있다. 맨틀 플룸 가설에 기반한 주요 판구조 모델들은 지난 1억 3천만 년 동안의 지질학적 변화를 비교적 잘 설명하지만, 일부 화학적 특성은 전통적인 플룸 모델로는 완벽하게 설명되지 않는다.
판구조 역사를 분석하는 과정에서 수집된 연대 데이터들은 약 50년에 걸쳐 축적된 것이며, 초기 연구에서 얻어진 연대는 새로운 샘플 분석을 통해 일부 수정된 경우도 있다. 약 4천만 년 이전의 사건들은 약 1천만 년 정도 보정될 가능성이 있다. 또한, 일부 연구자들은 기존에 하나의 열점으로 간주되던 케르겔렌 열점 활동을 두 개 이상의 독립적인 열점이 만들어낸 결과로 해석하기도 한다.
현재 암스테르담-생폴 플래토에서 확인된 화산 활동을 별개의 암스테르담-생폴 열점에서 기인한 것으로 해석하는 학설이 있으며, 이는 케르겔렌 열점과의 연관성에 대한 논란을 불러일으키고 있다. 이 학설에 따르면, 남동인도양 해령 남쪽에서 발생한 화산 활동은 암스테르담-생폴 열점에서 비롯된 것이며, 과거 북쪽에서 활동했던 흔적은 현재 죽은 시인의 사슬 해산군으로 남아 있다.
현재 암스테르담-생폴 열점이 실제로 존재하는지 여부는 명확하지 않으며, 최근의 연구들은 케르겔렌 열점과 암스테르담-생폴 열점이 별개일 가능성을 지지하는 경향이 크다.
만약 그렇다면, 아이슬란드 열점과 대서양 중앙 해령이 한 지점으로 수렴하여 화산 분화가 매우 거대하게 증폭된 것처럼 케르겔렌 또한 2개 열점의 수렴으로 이토록 거대한 화성암 지대를 만들었다는 이야기가 된다.
판구조 역사를 분석하는 과정에서 수집된 연대 데이터들은 약 50년에 걸쳐 축적된 것이며, 초기 연구에서 얻어진 연대는 새로운 샘플 분석을 통해 일부 수정된 경우도 있다. 약 4천만 년 이전의 사건들은 약 1천만 년 정도 보정될 가능성이 있다. 또한, 일부 연구자들은 기존에 하나의 열점으로 간주되던 케르겔렌 열점 활동을 두 개 이상의 독립적인 열점이 만들어낸 결과로 해석하기도 한다.
현재 암스테르담-생폴 플래토에서 확인된 화산 활동을 별개의 암스테르담-생폴 열점에서 기인한 것으로 해석하는 학설이 있으며, 이는 케르겔렌 열점과의 연관성에 대한 논란을 불러일으키고 있다. 이 학설에 따르면, 남동인도양 해령 남쪽에서 발생한 화산 활동은 암스테르담-생폴 열점에서 비롯된 것이며, 과거 북쪽에서 활동했던 흔적은 현재 죽은 시인의 사슬 해산군으로 남아 있다.
현재 암스테르담-생폴 열점이 실제로 존재하는지 여부는 명확하지 않으며, 최근의 연구들은 케르겔렌 열점과 암스테르담-생폴 열점이 별개일 가능성을 지지하는 경향이 크다.
만약 그렇다면, 아이슬란드 열점과 대서양 중앙 해령이 한 지점으로 수렴하여 화산 분화가 매우 거대하게 증폭된 것처럼 케르겔렌 또한 2개 열점의 수렴으로 이토록 거대한 화성암 지대를 만들었다는 이야기가 된다.
3.2. 판구조 운동과 케르겔렌 열점의 역할[편집]
약 1억 4천만 년 전, 현재의 인도 북동부(벵골 지역), 서호주 남부, 그리고 남극의 프린세스 엘리자베스 랜드는 곤드와나 초대륙의 일부로 서로 인접해 있었다.
약 1억 3천 2백만 년 전, 인도와 오스트레일리아가 남극으로부터 회전하며 분리되기 시작했다. 약 1억 3천만 년 전, 인도판이 먼저 남극과 분리되었으며, 초기 연구에서는 이 시기를 약 1억 2천 4백만 년 전으로 보기도 했다.
동곤드와나는 약 1억 3천 2백만 년에서 9천 6백만 년 전 사이에 점차적으로 분리되었으며, 이 과정에서 인도는 북서쪽으로 이동하고, 오스트레일리아와 남극 사이의 확장 속도는 가장 빨랐다.
약 7천만 년 전, 인도판이 유라시아판과 충돌하기 시작했으며, 이후 히말라야 산맥이 형성되는 원인이 되었다. 동오스트레일리아와 남극은 약 6,700만 년 전에서 4,500만 년 전 사이에 완전히 분리되었다.
최근 연구에서는 2012년 인도양 대지진 등의 지진 데이터를 분석한 결과, 인도-오스트레일리아 판이 이미 분리되어 각각 독립적인 판 운동을 하고 있을 가능성이 제기되었다. 현재 연구자들은 인도판과 오스트레일리아판이 적어도 300만 년 전부터 분리되어 있었을 가능성이 크다고 본다.
케르겔렌 열점과 나인티 이스트 해령의 일부는 인도판과 오스트레일리아판이 서로 다른 방향으로 이동하는 과정에서 형성된 확산 경계의 일부일 가능성이 있다.
약 1억 3천 2백만 년 전, 인도와 오스트레일리아가 남극으로부터 회전하며 분리되기 시작했다. 약 1억 3천만 년 전, 인도판이 먼저 남극과 분리되었으며, 초기 연구에서는 이 시기를 약 1억 2천 4백만 년 전으로 보기도 했다.
동곤드와나는 약 1억 3천 2백만 년에서 9천 6백만 년 전 사이에 점차적으로 분리되었으며, 이 과정에서 인도는 북서쪽으로 이동하고, 오스트레일리아와 남극 사이의 확장 속도는 가장 빨랐다.
약 7천만 년 전, 인도판이 유라시아판과 충돌하기 시작했으며, 이후 히말라야 산맥이 형성되는 원인이 되었다. 동오스트레일리아와 남극은 약 6,700만 년 전에서 4,500만 년 전 사이에 완전히 분리되었다.
최근 연구에서는 2012년 인도양 대지진 등의 지진 데이터를 분석한 결과, 인도-오스트레일리아 판이 이미 분리되어 각각 독립적인 판 운동을 하고 있을 가능성이 제기되었다. 현재 연구자들은 인도판과 오스트레일리아판이 적어도 300만 년 전부터 분리되어 있었을 가능성이 크다고 본다.
케르겔렌 열점과 나인티 이스트 해령의 일부는 인도판과 오스트레일리아판이 서로 다른 방향으로 이동하는 과정에서 형성된 확산 경계의 일부일 가능성이 있다.
3.3. 분화 역사와 주요 지질 구조물[편집]
케르겔렌 열점의 활동은 단순한 화산 분화에 그치지 않고, 대륙의 이동과 해양판 확장, 그리고 초대륙의 붕괴 과정과도 깊은 연관을 맺고 있다.
가장 오래된 화산암은 현재 티베트 남동부의 커메이 지역에서 발견된 것으로, 그 형성 시점은 약 1억 4천 5백만 년 전으로 추정된다. 이는 당시 곤드와나 대륙의 일부였던 인도와 남극 사이에 걸쳐 존재하던 육지가 케르겔렌 열점의 영향을 처음으로 받기 시작했음을 보여주는 증거이다.
이후 1억 3천 7백만 년에서 1억 2천 3백만 년 전 사이, 서호주 남서부의 번버리 지역에서도 화산 활동이 관찰되며, 이곳의 현무암과 응회암은 케르겔렌 열점의 플룸이 오스트레일리아 대륙 아래로 확장되었음을 나타낸다. 이 시기에 해당하는 암석의 분포는 오늘날 육지에 드러나 있는 극히 드문 사례로, 대륙 내 화산 활동의 흔적을 지닌다.
이후 케르겔렌 열점의 활동은 해양으로 이어졌으며, 약 1억 3천만 년에서 1억 1천 7백만 년 전 사이에 현재 서호주 앞바다의 해저에 위치한 내추럴리스트 고원, 월라비 고원, 제니스 고원 등이 형성되었다. 이 고원들은 케르겔렌 플룸이 해저 지각을 관통하며 반복적으로 마그마를 분출한 결과로, 고원의 층상 구조와 현무암질 암석이 이러한 과정의 증거를 담고 있다.
1억 2천만 년에서 1억 1천만 년 전 사이에는 남극 대륙에 인접한 남부 케르겔렌 고원이 형성되었다. 이 시기는 케르겔렌 열점이 가장 활발하게 작용한 시기로, 고온의 마그마가 한꺼번에 분출되며 광대한 지역을 뒤덮는 대규모 홍수현무암대를 형성하였다. 이 화산 활동은 남극판과 인도판 사이의 확장 경계에 영향을 주었고, 판의 이동 방향에도 중대한 전환점을 가져왔다.
그 뒤를 이어 1억 1천만 년에서 1억 년 전 사이에는 중앙 케르겔렌 고원이 형성되었다. 이 시기에는 열점이 남극판 아래에서 빠르게 북동쪽으로 이동하면서 해저 지각을 따라 다양한 분화 중심이 나타났고, 층상 구조와 해산 군집이 동시에 발달하였다.
약 9천 5백만 년에서 4천 5백만 년 전 사이에는 케르겔렌 열점의 일부가 오스트레일리아판 아래로 확장되어 브로큰 해령이 형성되었다. 이 지역은 남서 인도양에 넓게 퍼진 해저 고지로, 그 윗부분에는 고온에서 형성된 조면암질 화산암이 관찰되며, 판과 판 사이를 연결하는 열점 경로의 흔적이 남아 있다.
이와 동시에 나인티 이스트 해령이 북으로 길게 뻗어나갔으며, 그 형성과정은 오랫동안 케르겔렌 열점과 직접적인 관련이 있는 것으로 해석되어왔다. 하지만 최근 연구에 따르면, 이 해령은 단순한 열점 추적 경로가 아니라 해저 확장 과정에서 감압 용융이 추가적으로 작용하여 만들어진 복합적인 지각 구조로 분석되기도 한다.
약 4천만 년 전에는 동남인도양 해령의 확장에 따라 북부 케르겔렌 고원이 새롭게 형성되었으며, 이 시기 나인티 이스트 해령의 최남단과 브로큰 해령을 잇는 해산군이 함께 생성되었다. 이 일련의 구조물은 죽은 시인의 해저 산열이라는 이름으로 알려져 있으며, 규칙적으로 배열된 해산들은 열점 활동의 이동 경로를 반영하고 있다.
그 후 약 2천만 년 전부터는 새로운 고원이 분화하였다. 암스테르담 섬과 생폴 섬을 포함하는 암스테르담-생폴 고원이 그 예인데, 이 지역의 화산암은 다른 케르겔렌 관련 암석들과는 상이한 조성을 보여, 독립적인 열점의 작용 가능성이 제기되고 있다.
현재 케르겔렌 열점은 중앙 케르겔렌 고원 아래에 다시 위치하고 있는 것으로 파악되며, 최근 관측된 허드 섬과 맥도널드 제도의 화산 활동은 이 열점의 지속적인 영향을 나타낸다. 이들 섬에서는 비교적 젊은 연대의 현무암이 분포하고 있으며, 간헐적으로 화산 가스가 관측되고 있다.
케르겔렌 열점의 활동사는 대륙판과 해양판의 상호작용, 맨틀 플룸의 상승, 그리고 대규모 화성 활동이 복합적으로 얽힌 지질학적 현상의 모범 사례로 평가받고 있다. 이를 통해 곤드와나의 분열 과정, 해저 지형의 발달, 그리고 심부 맨틀의 동역학을 이해하는 데 필수적인 단서를 제공하고 있다.
가장 오래된 화산암은 현재 티베트 남동부의 커메이 지역에서 발견된 것으로, 그 형성 시점은 약 1억 4천 5백만 년 전으로 추정된다. 이는 당시 곤드와나 대륙의 일부였던 인도와 남극 사이에 걸쳐 존재하던 육지가 케르겔렌 열점의 영향을 처음으로 받기 시작했음을 보여주는 증거이다.
이후 1억 3천 7백만 년에서 1억 2천 3백만 년 전 사이, 서호주 남서부의 번버리 지역에서도 화산 활동이 관찰되며, 이곳의 현무암과 응회암은 케르겔렌 열점의 플룸이 오스트레일리아 대륙 아래로 확장되었음을 나타낸다. 이 시기에 해당하는 암석의 분포는 오늘날 육지에 드러나 있는 극히 드문 사례로, 대륙 내 화산 활동의 흔적을 지닌다.
이후 케르겔렌 열점의 활동은 해양으로 이어졌으며, 약 1억 3천만 년에서 1억 1천 7백만 년 전 사이에 현재 서호주 앞바다의 해저에 위치한 내추럴리스트 고원, 월라비 고원, 제니스 고원 등이 형성되었다. 이 고원들은 케르겔렌 플룸이 해저 지각을 관통하며 반복적으로 마그마를 분출한 결과로, 고원의 층상 구조와 현무암질 암석이 이러한 과정의 증거를 담고 있다.
1억 2천만 년에서 1억 1천만 년 전 사이에는 남극 대륙에 인접한 남부 케르겔렌 고원이 형성되었다. 이 시기는 케르겔렌 열점이 가장 활발하게 작용한 시기로, 고온의 마그마가 한꺼번에 분출되며 광대한 지역을 뒤덮는 대규모 홍수현무암대를 형성하였다. 이 화산 활동은 남극판과 인도판 사이의 확장 경계에 영향을 주었고, 판의 이동 방향에도 중대한 전환점을 가져왔다.
그 뒤를 이어 1억 1천만 년에서 1억 년 전 사이에는 중앙 케르겔렌 고원이 형성되었다. 이 시기에는 열점이 남극판 아래에서 빠르게 북동쪽으로 이동하면서 해저 지각을 따라 다양한 분화 중심이 나타났고, 층상 구조와 해산 군집이 동시에 발달하였다.
약 9천 5백만 년에서 4천 5백만 년 전 사이에는 케르겔렌 열점의 일부가 오스트레일리아판 아래로 확장되어 브로큰 해령이 형성되었다. 이 지역은 남서 인도양에 넓게 퍼진 해저 고지로, 그 윗부분에는 고온에서 형성된 조면암질 화산암이 관찰되며, 판과 판 사이를 연결하는 열점 경로의 흔적이 남아 있다.
이와 동시에 나인티 이스트 해령이 북으로 길게 뻗어나갔으며, 그 형성과정은 오랫동안 케르겔렌 열점과 직접적인 관련이 있는 것으로 해석되어왔다. 하지만 최근 연구에 따르면, 이 해령은 단순한 열점 추적 경로가 아니라 해저 확장 과정에서 감압 용융이 추가적으로 작용하여 만들어진 복합적인 지각 구조로 분석되기도 한다.
약 4천만 년 전에는 동남인도양 해령의 확장에 따라 북부 케르겔렌 고원이 새롭게 형성되었으며, 이 시기 나인티 이스트 해령의 최남단과 브로큰 해령을 잇는 해산군이 함께 생성되었다. 이 일련의 구조물은 죽은 시인의 해저 산열이라는 이름으로 알려져 있으며, 규칙적으로 배열된 해산들은 열점 활동의 이동 경로를 반영하고 있다.
그 후 약 2천만 년 전부터는 새로운 고원이 분화하였다. 암스테르담 섬과 생폴 섬을 포함하는 암스테르담-생폴 고원이 그 예인데, 이 지역의 화산암은 다른 케르겔렌 관련 암석들과는 상이한 조성을 보여, 독립적인 열점의 작용 가능성이 제기되고 있다.
현재 케르겔렌 열점은 중앙 케르겔렌 고원 아래에 다시 위치하고 있는 것으로 파악되며, 최근 관측된 허드 섬과 맥도널드 제도의 화산 활동은 이 열점의 지속적인 영향을 나타낸다. 이들 섬에서는 비교적 젊은 연대의 현무암이 분포하고 있으며, 간헐적으로 화산 가스가 관측되고 있다.
케르겔렌 열점의 활동사는 대륙판과 해양판의 상호작용, 맨틀 플룸의 상승, 그리고 대규모 화성 활동이 복합적으로 얽힌 지질학적 현상의 모범 사례로 평가받고 있다. 이를 통해 곤드와나의 분열 과정, 해저 지형의 발달, 그리고 심부 맨틀의 동역학을 이해하는 데 필수적인 단서를 제공하고 있다.