산맥은 어떻게 형성되었는가 판구조론과 대륙이동

판구조론에 관한 거의 유일한 국내 학술서 결정판이다. 지금까지 나온 판구조론 서적은 주로 작은 크기의 부드러운 대중 교양서였다. 그런데 이 책은 독일과 미국의 저명한 판구조론 학자들이 저술한 본격 학술서이면서도, 번역 과정에서 생경한 학술 용어를 최소화하였고, 상세한 해설과 그림을 곁들였으며, 독자 친화적인 문장을 최대한 구사하였다. 그리하여 전공자만 읽을 수 있도록 한 것이 아니라, 일반 교양 대중들도 읽을 수 있도록 구성되었다. 그리하여 수준 높은 대중 교양서이자, 지구과학 또는 지리학 학부 1학년 학생이나 과학에 관심이 있는 대학생, 그리고 과학에 관심이 있는 일반인들도 충분히 접근할 수 있는 국내 유일의 판구조론 서적이 될 것이다. 아마도, 이 책으로 인하여 한국인들의 판구조론에 대한 교양이 상당히 향상될 것이라고 기대하는 바이다.

“산맥은 어떻게 형성되었는가?” 이 책은 이 질문에 과학적인 대답을 하고 있는 책이다. “신기 조산대”로 알려진 알프스와 히말라야 산맥, 밴쿠버에서도 보이는 저 아름다온 로키 산맥과, 존 덴버가 사랑했던 콜로라도의 로키 산맥, 게이샤 커피로 유명한 페루의 안데스 산맥이 어떻게 만들어진 것인가를 이 책은 그림을 곁들여가며 소상히 설명하고 있다. 또한 잘 애팔래치아 산맥이나 우랄 산맥과 같이, 오래 전에 형성된 산맥들에 대해서도 흥미로운 이야기를 들려주고 있다. 뿐만 아니라 “니가 가라 하와이”의 그 하와이는 또 어떻게 된 것이며, 옐로우 스톤과는 또 어떤 유사점이 있으며, 그 런 것들을 형성한 열점(hot spot)이라는 것이 또 어떻게 플룸(plume) 구조와 연결되어 미래의 판운동을 이끌어가는지에 대한 스토리까지 상세히 전해준다. 물론, 과학적으로. 나아가, 지금 다시 뜨거워지고 있는 중동 전쟁으로 유명해진 호르무즈 해협과 홍해가 어떻게 된 것인지, 또 거기에 석유와 천연가스가 왜 그렇게 많은지도 이 책을 읽고나면 알 수 있게 된다. 인류의 시원이 새겨진 동아프리카 지구대나 로렐라이 언덕이 보이는 라인강 지구대, 머드팩으로 사랑받는 진흙 화산이 지구의 판 운동과 어떻게 연관되는지도 알 수 있다.

우리의 땅 속에는 지상에서의 우리의 삶과 연관된 이토록 다채로운 이야기들이 숨어 있다. 심지어, 땅 속의 이야기에 사람들이 무심해질 때마다 간혹 땅을 흔들어 치명적인 재앙을 일으키는 지진에 대한 이야기도 이 책은 담고 있다. 사실 우리는 땅 속의 일에 큰 관심 없이 살아가고 있다. 간혹 나타나는 지진 소식이나 화산 폭발 뉴스에 화들짝 놀라곤 하지만, 몇십만 년, 몇백만 년, 몇천만 년, 몇억 년 하는 비현실적인 시간 단위가 분초 단위로 먹고사는 지상 현실의 우리에게 무슨 상관이란 말인가? 아파트 단지 축대에 정원석으로 흔히 보이는 검은 바탕에 흰 색 띠가 흐르는 혼성암(migmatite)도 억겁에 걸친 지구 내부의 판구조 운동에 따른 것이라는 것을 꼭 알아야만 하는 것은 아니지 않은가? 그럼에도 우리는 인간 삶의 결정적인 부분을 땅속의 자원에 의지하여 살고 있고 또 그것 때문에 어떤 나라들은 전쟁도 불사하곤 하지 않은가? 오늘날 그놈의 석유와 가스 때문에 중동에서, 우크라이나에서, 또 남미에서 전쟁 드론과 미사일이 날아 오르고, 대통령을 체포해가고 하는 황당무계한 일들이 마구 벌어지고 있다. 아직도 망망대해 저 바닥에는 또 어떤 자원이 발견되어, 인류의 희로애락에 깊숙이 개입하게 될 지도 모르는 일이다.

이 책은 그런 현실과 가능성에 대한 다소 딱딱한 이야기다. 과학적 이야기이니 다소간 어렵더라도, 최대한 말랑말랑하게 연육 처리를 했으니, 와서 잡수시라.

[목 차]

1. 수축설, 대륙이동설, 판구조론

1.1 판구조론: 지구과학의 패러다임 변화

1.2 지구동역학에 관한 초기의 아이디어들

1.3 대륙이동설에서 판구조론까지

1.4 판구조 운동의 개념

1.5 지자기극 줄무늬 패턴

1.6 판의 운동과 지진대

1.7 두 가지 대륙 연변부

1.8 화성 활동과 판구조 운동

1.9 판을 움직이고 늦추는 것은 무엇인가?

1.10 충돌과 산맥 형성

 

2. 판 운동의 기하학

2.1 편리한 변환 단층

2.2 상대 운동과 삼중접점

2.3 판의 상대 속도: 과거와 현재

2.4 판 운동의 직접 측정

2.5 판 운동 패턴에서의 모순들

 

3. 대륙 지구대 구조

3.1 대칭적인 지각 확장과 비대칭적 확장

3.2 지구대 구조에서의 퇴적물과 광상 퇴적

3.3 지구대 구조에서의 화산 활동

3.4 독일 라인 상류 지구대

3.5 라인 상류 지구대의 역사

3.6 라인 상류 지구대에서의 마그마 활동과 열류량

3.7 거대한 동아프리카 열곡 시스템

3.8 홍해: 열곡(rift)에서 대륙 이동(drift)으로

3.9 베이슨앤레인지 지질구 확장 지역

3.10 변성암 돔의 발달

3.11 베이슨앤레인지 지질구의 발달사

 

4. 수동적 대륙 연변부와 심해저 평원

4.1 대륙 연변부의 지속적인 침강

4.2 수동적 대륙 연변부의 퇴적물 트랩

4.3 대륙 연변부에서의 프로세스

4.4 석유 광상: 수동적 대륙 연변부의 경제적 중요성

4.5 대서양: 번잡하게 열린 해양

4.6 판게아와 판탈라사

4.7 거대한 심해저 평원

4.8 심해저 평원의 퇴적물

4.9 대양의 거대 컨베이어 벨트에서 일어나는 퇴적상 변화

 

5. 중앙해령

5.1 해령의 모양새

5.2 해양 암석권의 생성

5.3 해양 지각의 암석들

5.4 중앙해령의 현무암

5.5 빠른 확산 해령과 느린 확산 해령, 그리고 암석권 맨틀의 암석들

5.6 단층에 의한 해령의 분절

5.7 대서양에서의 지구대 형성

5.8 흑색 열수공과 백색 열수공

5.9 대양저의 변성작용

5.10 크롬철광

5.11 오피올라이트

5.12 오만 세마일 나페의 오피올라이트

5.13 알프스-지중해 오피올라이트

 

6. 열점

6.1 열점과 중앙해령

6.2 D″층의 미스터리와 찌그러진 지구

6.3 해양에서 열점의 흔적

6.4 대륙 위의 열점 자취

6.5 범람 현무암(단상 현무암)

6.6 아조레스 제도: 뜨거운, 차가운, 또는 젖은 열점?

6.7 하와이: 전형적인 해양 열점

6.8 아이슬란드

6.9 옐로우스톤

6.10 백악기 수퍼플룸 사건

 

7. 섭입대, 도호, 그리고 활동적 대륙 연변부

7.1 섭입대가 있는 판 연변부 시스템의 구조

7.2 자동 섭입과 강제 섭입: 마리아나 유형과 칠레 유형

7.3 퇴적물 트랩, 심해 해구

7.4 부가 쐐기와 외곽 구릉

7.5 섭입 침식

7.6 전면 호상 분지

7.7 지진과 베니오프대

7.8 심발 지진의 비밀

7.9 고압 변성작용, 또는 섭입 변성작용

7.10 섭입-관련 화성 활동: 역설?

7.11 마그마 지대의 암석들

7.12 마그마 지대의 시공간적인 구분

7.13 폭발적인 성층 화산, 섭입 화산 활동의 전형

7.14 마그마 지대에서의 변성작용

7.15 마그마 벨트에서의 광물 광상

7.16 배후 호상 분지

7.17 중력과 열류량

7.18 섭입과 충돌

 

8. 변환 단층

8.1 해양 변환 단층

8.2 대양저의 균열대

8.3 대륙 변환 단층

8.4 샌안드레아스: 가공할, 캘리포니아의 변환 단층

8.5 소아시아의 북아나톨리아 단층과 뉴질랜드의 알파인 단층

 

9. 지괴(Terrane)

9.1 지괴의 기록

9.2 북미 코디예라의 지괴들

9.3 멕시코와 중앙아메리카의 준지괴들

 

10. 선캄브리아 시대 초기의 판구조 운동

가장 오래된 암석과 광물들

10.1 녹색암-화강암 벨트

10.2 백립암-편마암 벨트

10.3 시생 누대의 판구조 운동 모델 모색

10.4 대륙의 성장

10.5 젊은 녹색암-화강암 벨트들

 

11. 판구조 운동과 산맥 형성

11.1 조산운동 양식 내에서 활동적 대륙 연변부의 유형들

11.2 대륙-대륙 충돌

11.3 산맥의 융기와 침식, 그리고 높이

11.4 붕괴와 지각 탈출

 

12. 고기 조산대

12.1 25억~20억 년전의 고 오피올라이트

12.2 캐나다의 웝메이 조산대

12.3 그렌빌 조산운동 사이클과 로디니아 초대륙의 형성

12.4 범아프리카 조산운동과 곤드와나 대륙의 형성

12.5 칼레도니아 조산대: 이아페투스 해 주변의 윌슨 사이클

12.6 바리스칸 조산대: 중부 유럽의 넓은 조산대

12.7 알프스에서의 바리스칸 조산대

12.8 북미 동부와 남부의 고생대 산맥 형성

 

13. 젊은 조산대: 지구에서 가장 높은 곳

13.1 히말라야 산맥: 지구 최고의 산맥

13.2 히말라야 산맥의 지구조 운동사

13.3 알프스: 전형적이진 않지만 고전적인 조산대

13.4 알프스 산맥의 진화 약사

13.5 북미 코디예라 산맥: 다른 유형의 조산대

13.6 래러마이드 로키 산맥: 풀리지 않는 미스터리 조산대

13.7 후기

 

용어집

참고문헌

색인