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고정되었다고 본 열점도 이동한다는 논의가 제시되고 있다.
맨틀에서부터 마그마가 계속하여 분출하고 그 위를 해양지판이 이동한다면, 해양지판에는 한 줄로 이어지는 화산섬이나 해산들의 배열을 보이게 될 것이다. 이는 판구조론의 확립과정에서 판의 절대적인 이동을 지시하는 지시자로 유용하게 활용되어 왔다. 그 전형적인 예가 바로 하와이-엠페러 섬과 해산들이 이루는 선상의 대(chain)이다. 이 대는 해저상에서 가장 뚜렷한 지형적 특징으로 급격하게 60° 굽어지는 모양을 보이는데, 이를 하와이-엠페러 굴곡대((Hawaii-Emperor Bend, HEB))라 한다. 이 굴곡대는 고정된 열점(hot spot) 위를 지나간 지판(plate)의 이동이 급격하게 변화한 지점으로 교과서에 소개되고 있다. 그러나 최근에는 이 굴곡대가 판의 이동 뿐 만 아니라 열점 자체가 이동한 결과임이 제시되고 있다(Norton, 1995, Tectonics, 14, 1080; Tarduno et al., 2003, Science, 301, 1064).
남태평양의 길버트 산맥(Gilbert Ridge)과 토컬라우 해산(Tokelau Seamounts)은 하와이-엠페러 화산열도(Hawaii-Emperor Bend, HEB)와 유사하게 60° 로 굽은 자취를 보이는 유일한 태평양상의 화산열도이다. 이들 화산열도가 화와이-엠페러 화산열도와 같이 고정된 열점(hot spot)에서 유래된 것이라면 굽어지는 지점의 시대인 47 Ma와 같은 만곡시점을 보일 것이다. 그러나 최근의 이들 지점에서의 화산암에 대한 40Ar/39Ar법에 의한 연대 측정 결과, 길버트 해저산맥은 67 Ma 그리고 토컬라우 해저산맥은 57 Ma의 변곡점의 시기를 보인다. 이로 미루어 열점이 고정되었다는 가정 보다는 오히려 열점의 이동 또는 단기간의 국지적인 암권의 확장으로 야기된 화성활동에 의한 것임을 시사하고 있다. 이러한 현상은 다음의 세 경우로 요약하여 설명될 수 있다.
먼저, 열점의 이동에 의한 경우라면 하와이-엠페러 화산열도가 생성되며 북북서 방향으로 이동할 당시 이 화산열도를 생성시킨 열점은 고정되어 있었거나 판의 이동 방향으로 느리게 이동한 반면 토컬라우 화산열도를 생성시킨 열점은 57 Ma에서 47 Ma 까지는 판의 이동방향으로 같이 움직였으며, 길버트 화산열도의 열점은 이 보다 더 오랜 시간 동안인 67 Ma에서 47Ma 까지 판의 이동과 같은 방향, 같은 속도로 이동하였음을 의미한다고 해석될 수 있다.
둘째, 그렇지 않다면 북쪽의 하와이-엠페러를 생성시킨 열점 부근의 판이 정상적으로 이동하는 동안 이 열점과 남쪽의 열점들 사이의 판에서 국지적으로 발생한 확장으로 판이 이동하지 않은 경우를 예상할 수 있다.
마지막으로, 위의 두 경우가 복합적으로 작용한 경우이다. 즉, 열점이동의 불규칙성과 판의 이동이 균일하지 않은 불균질성이 복합적으로 작용한 경우이다.
결론적으로 요약하면,
- 고정된 열점으로부터 판 내부의 화산활동이 있다는 교과서적 생각은 완전히 틀렸거나 또는 이들 현상을 설명하기에 불충분하다.
- 열점은 고정적인 것이 아니고 대류하는 맨틀과 함께 이동한다.
- 열점/플륨이 아닌 모델로 판 내부의 화산활동이 설명되어야 함. 이 경우 국지적인 암석권의 확장이 중요한 가능성이 높다.
- 80 Ma와 47 Ma 사이의 기간 동안의 태평양판의 이동에 관해 불확실성이 많다.
그리고 아직은 이들 태평양판 위의 굴곡대가 판 이동 방향의 변화에 의한 것인지? 하와이 열도의 자취를 따라 북서 방향으로 그리고 엠페러 열도의 자취를 따라 북북서 방향으로 판이 이동한 것이 사실인지도 의문이 남아 있다.
참고문헌
Koppers, A. A. P. and Staudigal, H., 2005, Asynchronous bends in Pacific seamount trails: a case for extensional volcanism? Science, 307, 904-907.
Norton, I. O., 1995, Tectonics, 14, 1080.
Tarduno, J. A. et al., 2003, Science, 301, 1064. |
