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세계의 열점 지역 | ||||||||||||||||
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1. 개요[편집]
태평양과는 달리, 대서양은 비교적 조용한 바다로 여겨진다. 그러나 그 푸른 심연 아래에는 오랜 세월 동안 이어진 거대한 불의 사슬이 존재한다. 브라질 동쪽 해안에서 시작하여 대서양의 심장부로 뻗어나가는 비토리아-트린다지 해저 산열(Vitória-Trindade Seamount Chain) 이다. 이곳에는 태곳적 불길이 만든 섬들이 떠 있으며, 그 마지막 불꽃을 품고 있는 곳이 바로 트린다지 섬과 마르팀-바즈 제도이다.
과학자들은 이 거대한 화산 열도가 어디서 기원했는지를 오랫동안 연구해왔다. 태평양의 하와이 제도나 대서양의 아이슬란드처럼, 이곳 역시 지구 깊은 곳에서 솟아오른 맨틀 플룸(mantle plume)에 의해 형성된 열점 기원의 화산 열도일 것이라는 가설이 오랫동안 받아들여졌다. 그러나 새로운 연구 결과들은 이 열도의 형성이 단순한 열점의 결과물이 아니라, 훨씬 더 복잡한 과정에서 탄생했음을 시사한다.
과학자들은 이 거대한 화산 열도가 어디서 기원했는지를 오랫동안 연구해왔다. 태평양의 하와이 제도나 대서양의 아이슬란드처럼, 이곳 역시 지구 깊은 곳에서 솟아오른 맨틀 플룸(mantle plume)에 의해 형성된 열점 기원의 화산 열도일 것이라는 가설이 오랫동안 받아들여졌다. 그러나 새로운 연구 결과들은 이 열도의 형성이 단순한 열점의 결과물이 아니라, 훨씬 더 복잡한 과정에서 탄생했음을 시사한다.
2. 트린다지 열점 가설 – 원시적인 불꽃의 기원[편집]
트린다지 열점의 가설은, 이곳의 화산암이 보이는 독특한 화학적 특징에서 출발했다. 트린다지 섬과 마르팀 바즈 섬에서 발견된 암석들은 고도로 실리카가 부족한 알칼리성 초고철질암으로 이루어져 있다. 이는 일반적인 해령 화산에서 발견되는 현무암과는 전혀 다른 성질을 지니며, 지구 깊은 곳에서 기원한 맨틀 물질이 표면으로 솟아올랐음을 의미한다.
또한, 이곳에서 발견된 동위원소 데이터는 전형적인 해양도판암[1] 유형을 보이며, 이는 하와이와 같은 전형적인 열점 화산과 유사한 성질을 가지고 있다. 이러한 지화학적[2] 증거들은 트린다지 섬과 그 주변 화산들이 지구 내부 깊은 곳에서 시작된 뜨거운 맨틀 기둥, 즉 열점(hotspot)의 영향을 받았다는 가설을 지지하는 것으로 보였다. 그러나, 여기에는 하나의 치명적인 모순이 존재했다.
또한, 이곳에서 발견된 동위원소 데이터는 전형적인 해양도판암[1] 유형을 보이며, 이는 하와이와 같은 전형적인 열점 화산과 유사한 성질을 가지고 있다. 이러한 지화학적[2] 증거들은 트린다지 섬과 그 주변 화산들이 지구 내부 깊은 곳에서 시작된 뜨거운 맨틀 기둥, 즉 열점(hotspot)의 영향을 받았다는 가설을 지지하는 것으로 보였다. 그러나, 여기에는 하나의 치명적인 모순이 존재했다.
3. 역설적인 방향 – 대륙이 움직이는 길과 어긋난 화산의 흔적[편집]
전통적인 열점 이론에 따르면, 하와이 제도처럼 열점 위를 지각이 이동하면서 시간이 지남에 따라 화산들이 일렬로 형성된다. 그러나 트린다지-비토리아 해저 산열은 이러한 전형적인 패턴을 따르지 않았다.
이 화산 사슬은 동서 방향(E-W)으로 뻗어있지만, 남아메리카판은 북서 방향(NW)으로 이동하고 있다. 만약 트린다지 열점이 하와이처럼 지구 내부 깊은 곳에서 솟아오른 맨틀 플룸에 의해 형성된 것이라면, 화산.열도는 남아메리카판의 이동 방향에 따라 북서 방향으로 형성되었어야 한다. 그러나 실제로는 정반대의 방향으로 뻗어 있다.
이러한 불일치는 트린다지 열점이 단순한 맨틀 플룸의 결과물이 아닐 가능성을 제기했다. 과학자들은 새로운 가설을 통해 이 불길의 기원을 다시 탐색하기 시작했다.
이 화산 사슬은 동서 방향(E-W)으로 뻗어있지만, 남아메리카판은 북서 방향(NW)으로 이동하고 있다. 만약 트린다지 열점이 하와이처럼 지구 내부 깊은 곳에서 솟아오른 맨틀 플룸에 의해 형성된 것이라면, 화산.열도는 남아메리카판의 이동 방향에 따라 북서 방향으로 형성되었어야 한다. 그러나 실제로는 정반대의 방향으로 뻗어 있다.
이러한 불일치는 트린다지 열점이 단순한 맨틀 플룸의 결과물이 아닐 가능성을 제기했다. 과학자들은 새로운 가설을 통해 이 불길의 기원을 다시 탐색하기 시작했다.
4. 트린다지의 숨겨진 길 – 지각 속을 흐르는 맨틀의 흐름[편집]
최근의 연구들은 트린다지-비토리아 해저 산열이 전형적인 열점 사슬이 아니라, 지각 내부의 균열과 단층을 따라 이동한 맨틀 물질이 만든 것일 가능성을 제시했다.
지진파 연구와 지질학적 데이터에 따르면, 트린다지 섬과 그 주변 해산들은 대서양 해저를 따라 이어지는 비토리아-트린다지 단층대(Vitória-Trindade Fracture Zone)와 일치하는 위치에 존재한다.
이 가설에 따르면, 맨틀에서 상승한 뜨거운 물질이 수직으로 솟아오르는 것이 아니라, 이 단층대를 따라 수평으로 퍼져나가면서 화산 활동을 유도했다는 것이다. 즉, 맨틀이 깊은 곳에서 솟아오르는 대신, 해저의 균열을 따라 이동하며 새로운 화산을 만들어냈다는 설명이다.
이와 같은 방식으로 형성된 것으로 추정되는 또 다른 사례가 바로 페르난도 데 노로냐 화산열(Fernando de Noronha Volcanic Chain)이다. 이곳 역시 전통적인 열점 모델로 설명되지 않으며, 지각의 균열과 변형을 통해 화산이 형성되었다는 주장이 제기되었다.
지진파 연구와 지질학적 데이터에 따르면, 트린다지 섬과 그 주변 해산들은 대서양 해저를 따라 이어지는 비토리아-트린다지 단층대(Vitória-Trindade Fracture Zone)와 일치하는 위치에 존재한다.
이 가설에 따르면, 맨틀에서 상승한 뜨거운 물질이 수직으로 솟아오르는 것이 아니라, 이 단층대를 따라 수평으로 퍼져나가면서 화산 활동을 유도했다는 것이다. 즉, 맨틀이 깊은 곳에서 솟아오르는 대신, 해저의 균열을 따라 이동하며 새로운 화산을 만들어냈다는 설명이다.
이와 같은 방식으로 형성된 것으로 추정되는 또 다른 사례가 바로 페르난도 데 노로냐 화산열(Fernando de Noronha Volcanic Chain)이다. 이곳 역시 전통적인 열점 모델로 설명되지 않으며, 지각의 균열과 변형을 통해 화산이 형성되었다는 주장이 제기되었다.
5. 진정한 열점 사슬은 어디에 있는가?[편집]
트린다지-비토리아 해산열이 전형적인 열점 사슬이 아니라면, 진정한 열점에 의해 형성된 화산열도는 어디에 있는가?
과학자들은 브라질 대륙에서 형성된 몇몇 화산열도가 맨틀 플룸의 영향을 받아 생성되었을 가능성을 제시하고 있다. 대표적인 예가 바로 크루제이루 두 술 해저 산열]](Cruzeiro do Sul Chain), 바이아 화산열(Bahia Chain), 그리고 마카우-케이마두 화산열(Macau-Queimado Chain)이다.
이들 화산 사슬은 남아메리카판의 이동 방향과 일치하는 북서-남동(NW-SE) 방향으로 형성되었으며, 전형적인 열점 사슬의 특징을 보인다. 따라서 이들 화산이야말로 맨틀 깊은 곳에서 솟아오른 맨틀 플룸의 직접적인 증거일 가능성이 크다.
그렇기에 한때 전형적인 열점으로 여겨졌던 이곳은, 이제 새로운 가설 속에서 해양 지각의 균열과 변형 속에서 형성된 화산열도의 증거로 받아들여지고 있다. 그러나 이곳이 단순히 균열을 따라 흘러간 맨틀 물질의 결과물인지, 혹은 아직 밝혀지지 않은 맨틀 플룸의 변형된 형태인지는 여전히 미스터리로 남아 있다.
과학자들은 브라질 대륙에서 형성된 몇몇 화산열도가 맨틀 플룸의 영향을 받아 생성되었을 가능성을 제시하고 있다. 대표적인 예가 바로 크루제이루 두 술 해저 산열]](Cruzeiro do Sul Chain), 바이아 화산열(Bahia Chain), 그리고 마카우-케이마두 화산열(Macau-Queimado Chain)이다.
이들 화산 사슬은 남아메리카판의 이동 방향과 일치하는 북서-남동(NW-SE) 방향으로 형성되었으며, 전형적인 열점 사슬의 특징을 보인다. 따라서 이들 화산이야말로 맨틀 깊은 곳에서 솟아오른 맨틀 플룸의 직접적인 증거일 가능성이 크다.
그렇기에 한때 전형적인 열점으로 여겨졌던 이곳은, 이제 새로운 가설 속에서 해양 지각의 균열과 변형 속에서 형성된 화산열도의 증거로 받아들여지고 있다. 그러나 이곳이 단순히 균열을 따라 흘러간 맨틀 물질의 결과물인지, 혹은 아직 밝혀지지 않은 맨틀 플룸의 변형된 형태인지는 여전히 미스터리로 남아 있다.