컬럼비아 (초대륙)
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1. 개요
컬럼비아는 21억 년 전에서 18억 년 전 사이에 형성된 초대륙으로, 전 세계적인 조산 운동을 통해 만들어졌다. 로렌시아, 발티카, 시베리아, 남아메리카, 아프리카, 인도, 오스트레일리아 등 여러 대륙의 크레이톤 블록들이 결합하여 형성되었으며, 18억 2천만 년에서 15억 년 동안 주요 대륙 가장자리에서 부착을 통해 성장했다. 약 15억 년 전부터 분열되기 시작하여 13억 5천만 년 전까지 열곡 작용과 마그마 활동이 일어났으며, 현재의 대륙 배치는 여러 가설이 존재한다. 컬럼비아라는 이름은 북아메리카의 컬럼비아 지역과 동인도의 관계에서 유래되었으며, '누나'와 같은 다른 이름으로도 불린다. 한반도의 지질학적 기반 형성에 영향을 미쳤을 것으로 추정된다.
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| 컬럼비아 (초대륙) | |
|---|---|
| 개요 | |
| 이름 | 컬럼비아 초대륙 |
| 기타 명칭 | 누나 초대륙 (Nuna) 허드슨랜드 초대륙 (Hudsonland) |
| 존속 기간 | 약 25억 년 전 ~ 15억 년 전 |
| 특징 | 지구 역사상 가장 오래된 초대륙 중 하나 대부분의 암반 덩어리를 포함 광대한 크기로 인해 다양한 지각 활동 발생 |
| 지질학적 특징 | |
| 구성 대륙 | 로렌시아 (Laurentia) 발트 대륙 (Baltica) 시베리아 대륙 (Siberia) 인도 대륙 (India) 아마존 대륙 (Amazonia) 서아프리카 대륙 (West Africa) 호주 대륙 (Australia) |
| 형성 및 분리 | |
| 형성 시기 | 시데리아절 (Siderian period) |
| 분리 시기 | 스타테리아절 (Statherian period) |
| 분리 원인 | 맨틀 대류 변화 및 판 구조 운동 |
| 과학적 증거 | |
| 고지자기 데이터 | 고대 암석의 자기장 방향 분석을 통해 대륙 위치 추정 |
| 지질학적 유사성 | 서로 다른 대륙에서 발견되는 유사한 암석층 및 지질 구조 |
| 연대 측정 | 방사성 동위원소 연대 측정을 통해 대륙들의 결합 시기 확인 |
2. 역사적 배경
컬럼비아는 지구 역사 초기에 존재했던 초대륙 중 하나이다. 초대륙은 현재 우리가 알고 있는 여러 대륙들이 하나로 합쳐져 있던 거대한 땅덩어리를 말한다. 컬럼비아는 약 21억 년 전부터 18억 년 전 사이에 형성되었는데, 이는 지구 상의 거의 모든 대륙들이 충돌하여 만들어진 결과였다.[2]
2. 1. 형성
콜럼비아는 2.1Ga에서 1.8Ga 사이에 전 세계적인 규모의 충돌 조산을 통해 조립되었으며, 거의 모든 지구의 대륙 블록을 포함했다.[2] 콜럼비아의 형성과 관련된 주요 사건은 다음과 같다:[2]| 사건 | 시기 (Ga) | 내용 |
|---|---|---|
| 트랜스아마조니안 및 에번 조산 | 2.1–2.0 | 남아메리카와 서아프리카의 크레이톤 블록 용접 |
| 림포포 벨트 | 약 2.0 | 남아프리카의 카프발과 짐바브웨 크레이톤 충돌 |
| 트랜스 허드슨, 페노키안, 탈슨-텔론, 왑메이, 웅가바, 토르나트, 나그수토키디안 조산대 | 1.9–1.8 | 로렌시아의 크레이톤 블록 봉합 |
| 콜라-카렐리아, 스베코핀, 볼린-중앙 러시아, 파첼마 조산대 | 1.9–1.8 | 발티카 (동유럽)의 콜라, 카렐리아, 볼고-우랄리아, 사르마티아 크레이톤 연결 |
| 아키트칸과 중앙 알단 조산대 | 1.9–1.8 | 시베리아의 아나바르와 알단 크레이톤 연결 |
| 님로드 조산 | 1.73–1.70 | 동남극과 알려지지 않은 대륙 블록 연결[6] |
| 중앙 인도 구조대 | - | 남인도와 북인도 블록 합쳐짐 |
| 트랜스-북중국 조산대 | 약 1.85 | 중국 북부 크레이톤의 동부와 서부 블록 용접 |
2. 2. 성장
18억 2천만 년경에 최종적으로 조립된 후, 컬럼비아는 주요 대륙 가장자리에서 섭입 관련 부착을 통해 장기간(18억 2천만 년~15억 년)에 걸쳐 성장했다.[3] 이로 인해 현재 북아메리카, 그린란드, 발티카의 남쪽 가장자리를 따라 18억 2천만 년~15억 년에 걸쳐 거대한 화성 부착대가 형성되었다.[7]| 지역 | 지대 이름 |
|---|---|
| 북아메리카 | 18억~17억 년 야바파이대, 센트럴 플레인스대, 마코비키안대 |
| 17억~16억 년 마자찰대, 래브라도대 | |
| 15억~13억 년 세인트 프란시스대, 스파비노대, 13억~12억 년 엘제비리안대 | |
| 그린란드 | 18억~17억 년 케틸리안대 |
| 발티카 | 18억~17억 년 트랜스스칸디나비아 화성대, 17억~16억 년 콩스베르기안-고시안대, 15억~13억 년 남서 스웨덴 화강암대 |
다른 크레이톤 블록들도 거의 같은 시기에 가장자리가 팽창했다.
| 지역 | 지대 이름 |
|---|---|
| 남아메리카 | 18억~13억 년 아마조니아 크레이톤의 서쪽 가장자리를 따라 나타나는 리오 네그로대, 주루에나대, 론도니안대[3] |
| 호주 | 18억~15억 년 북호주 크레이톤의 남쪽 및 동쪽 가장자리와 거울러 크레이톤의 동쪽 가장자리를 둘러싸고 나타나는 아룬타대, 마운트 아이사대, 조지타운대, 코엔대, 브로큰 힐대[3] |
| 중국 | 18억~14억 년 북중국 크레이톤의 남쪽 가장자리를 따라 뻗어 있는 슝얼대[3][9] |
2. 3. 분열
컬럼비아는 약 15억 년 전부터 13억 5천만 년 전 사이에 분열되기 시작했다. 로렌시아 서쪽 가장자리(벨트-퍼셀 슈퍼그룹),[3] 인도 동부(마하나디 및 고다바리),[10] 발티카 남쪽 가장자리(텔레마크 슈퍼그룹), 시베리아 남동쪽 가장자리(리페안 시대의 열곡대), 남아프리카 공화국 북서쪽 가장자리(칼라하리 구리 벨트), 그리고 북중국 블록 북쪽 가장자리(자얼타이-바얀오보 벨트)에서 열곡 작용이 일어났다.[3]이러한 분열은 광범위한 마그마 활동과 관련이 있었으며, 북아메리카, 발티카, 아마조니아, 북중국에서 백반암-망상암-차노카이트-화강암군이 형성되었다. 이는 약 13억~12억 년 전 초대륙이 최종적으로 분열될 때까지 지속되었으며, 북아메리카에 12억 7천만 년 전 매켄지와 12억 4천만 년 전 서드베리 마그마 암맥군이 관입하면서 나타났다.[3] 컬럼비아 분열과 관련된 다른 암맥군으로는 펜노스칸디아의 사타쿤타-울브 암맥군과 호주의 갈리윈쿠 암맥군이 있다.[11]
오스트레일리아 북부 퀸즐랜드 조지타운 주변 지역은 현재 캐나다 북부에 있는 17억 년 전 누나의 일부를 형성했던 암석으로 구성되었을 가능성이 제기되었다.[12]
3. 구조 및 배치
콜럼비아의 정확한 구조와 대륙 배치에 대해서는 여러 가지 가설이 존재한다.
로저스와 산토시(2002)는 남아프리카, 마다가스카르, 인도, 오스트레일리아, 그리고 부착된 남극 대륙의 일부가 북아메리카 서쪽 가장자리에 인접하고, 그린란드, 발티카(북유럽), 시베리아는 북아메리카 북쪽 가장자리에 인접하며, 남아메리카는 서아프리카에 맞닿게 배치되는 구조를 제안했다.[2]
같은 해(2002)에 자오 등은 발티카와 시베리아가 로렌시아에 맞닿고 남아메리카가 서아프리카에 맞닿는 모습은 로저스와 산토시의 구성과 유사하며, 인도, 동남극, 남아프리카, 오스트레일리아가 로렌시아에 맞닿는 모습은 로디니아의 구성과 유사한 대안적 구조를 제안했다.[13] 이 대륙 구성은 21억~18억 년 전 조산대와 관련된 시생대 지괴를 이용한 지질학적 재구성에 기반하며, 특히 남아메리카와 서아프리카 사이, 서호주와 남아프리카 사이, 로렌시아와 발티카 사이, 시베리아와 로렌시아 사이, 로렌시아와 중앙 오스트레일리아 사이, 동남극과 로렌시아 사이, 그리고 북중국과 인도 사이의 재구성에 기반한다.[13][14] 이 재구성들 중 발티카와 시베리아가 로렌시아에 맞닿는 모습, 남아메리카가 서아프리카에 맞닿는 모습, 그리고 남아프리카가 서호주에 맞닿는 모습은 고지자기 데이터와도 일치한다.[4]
Guiting Hou (2008)는 거대한 방사상 다이크 스웜의 재구성을 바탕으로 컬럼비아의 새로운 구성을 재구성했다.[15] Chaves와 Rezende (2019)는 이용 가능한 고지자기 데이터와 17억 9천만~17억 5천만 년 전 대규모 화성 활동 지역의 조각들을 기반으로 한 또 다른 구성을 제안했다.[16]
4. 명칭과 동의어
로저스와 산토시는 로디니아보다 앞선 가설적인 초대륙에 대해 '컬럼비아'라는 이름을 제안했다. 이들은 북아메리카의 컬럼비아 지역(워싱턴 주를 중심으로)과 동인도의 관계가 초대륙에 대한 결정적인 증거를 제공했기 때문에 이 이름을 선택했다.[2]
이 이름은 보편적으로 받아들여지지는 않는다. 1997년, P.F. 호프만은 로렌시아와 발티카의 원생대 핵심부를 지칭하기 위해 이누이트어에서 유래한 "북쪽 바다와 접한 땅"이라는 의미의 '누나'라는 이름을 제안했다. 호프만이 로저스와 산토시보다 먼저 자신의 이름을 출판했기 때문에, 과학적 우선 순위에 따라 '컬럼비아' 대신 '누나'를 사용하자는 주장이 있었다. 그러나 '누나'는 본질적으로 더 이른 '네나'와 동일하며, '컬럼비아'가 그랬던 것처럼 초기 초대륙을 명확하게 지칭하지 않고, 단지 이 초기 초대륙의 핵심만을 지칭했다. 다른 초기 추측성 대륙으로는 '허드슨랜드'와 '아르크티카'가 있었지만, 로저스와 산토시가 로디니아보다 앞선 고원생대 초대륙에 대한 완전한 재구성을 처음으로 제시했다.[2]
참조
[1]
논문
[2]
논문
[3]
논문
[4]
논문
[4]
논문
[5]
간행물
SpaceDaily
[6]
논문
Geological and tectonic evolution of the Transantarctic Mountains, from ancient craton to recent enigma
2020-04
[7]
논문
[8]
논문
[9]
논문
[10]
논문
[11]
논문
[12]
논문
[13]
논문
[14]
논문
[15]
논문
[16]
논문
[17]
서적
Earth structure : an introduction to structural geology and tectonics
WCB/McGraw-Hill
1997
[18]
논문
What's in a name? The Columbia (Paleopangaea/Nuna) supercontinent
2012-05
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