조산 운동
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1. 개요
조산 운동은 지각 변동으로 산맥이 형성되는 과정을 의미하며, 과거에는 지향사설로 설명되었으나 현재는 판 구조론에 기반하여 이해된다. 조산 운동은 19세기 말부터 지질학에서 연구되었으며, 섭입, 대륙 충돌 등 다양한 요인에 의해 발생한다. 조산대는 섭입형, 충돌형 등으로 구분되며, 윌슨 순환을 통해 해양 분지의 열림과 닫힘, 산맥 형성, 침식 과정을 거친다. 조산 운동은 한반도를 포함한 전 세계의 지질 구조 형성에 중요한 영향을 미쳤으며, 상대 연대 및 절대 연대 측정 방법을 통해 그 역사를 연구한다.
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| 조산 운동 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 기본 정보 | |
| 정의 | 산맥이 형성되는 과정 |
| 관련 용어 | 지각변동 단층 습곡 화산 판 구조론 |
| 조산 과정 | |
| 주요 원인 | 판 구조론에 따른 지각판의 충돌 맨틀 대류 |
| 조산 운동의 형태 | 습곡 산맥: 습곡 작용으로 형성 단층 산맥: 단층 작용으로 형성 화산 산맥: 화산 활동으로 형성 해령: 해저에서 지각판이 갈라지는 곳에서 형성 |
| 조산 운동의 단계 | 퇴적 단계: 해저나 호수에 퇴적물이 쌓임 습곡 단계: 퇴적물이 횡압력을 받아 습곡을 형성 단층 단계: 습곡이 심해져 단층을 형성 융기 단계: 지반이 융기하여 산맥을 형성 침식 단계: 산맥이 깎여 나가 침식 평야 형성 |
| 조산대의 특징 | |
| 특징 | 지진과 화산 활동이 활발함 변성암과 화성암이 많이 분포함 광물자원이 풍부함 |
| 주요 조산 운동 | |
| 고기 조산 운동 | 칼레도니아 조산 운동 바리스칸 조산 운동 |
| 신기 조산 운동 | 알프스-히말라야 조산 운동 환태평양 조산대 |
| 참고 자료 | |
| 참고 자료 | 東京書籍 |
2. 조산 운동의 역사적 변천
판구조론 정립 이전, 지질학자들은 조산대 내에서 퇴적, 변형, 지각 두꺼워짐, 조산 운동, 새로운 퇴적 분지 형성을 위한 지각 박리 등의 순환 현상을 발견하고 '조산 운동 순환'이라 불렀다. 여러 이론 중 투조 윌슨은 해양 분지가 주기적으로 열리고 닫히는 과정을 판구조론적으로 해석한 윌슨 순환을 제시했다.[19]
19세기 이전에는 산에서 발견되는 해양 화석을 대홍수 같은 기독교적 관점에서 설명했다.[34] 13세기 도미니크 수도회 학자 알베르투스 마그누스는 침식 작용과 함께 새로운 산이 솟아올라야 육지가 유지된다고 주장하며, 산비탈 해양 화석은 과거 해저였던 곳이 융기한 것이라고 설명했다.[35]
아만츠 그레스리(1840)와 쥘 투르망(1854)은 산 고도 생성에 '조산성(orogenic)' 용어를 사용했지만, '산 생성'이라는 용어는 여전히 그 과정을 설명하는 데 사용되었다.[36] 엘리 드 보몽(1852)은 구조보다 높이에 주목한 '바이스의 턱' 이론으로 조산대를 설명하며, 산이 특정 암석 압축으로 생성된다고 보았다.[37] 에두아르트 즈스(1875)는 암석 수평 이동 중요성을 인식했고,[38] 제임스 드와이트 다나(1873)는 '선행 지향사'(1859)[39] 개념을 바탕으로 산 생성 이론에 '압축' 개념을 포함시켰다.[40] 지구 냉각 이론은 1960년대까지 주요 패러다임이었으나, 이후 논쟁 대상이 되었다.[41]
구스타프 슈타인만(1906)은 플라이쉬, 몰라스 퇴적물, 오피올라이트층, 토레이이트 현무암, 나페 구조 등을 특징으로 하는 '알프스형 조산대' 등 다양한 조산대를 구분했다. 레오폴트 폰 부흐(1855)는 변형된 암석 연대를 통해 조산 운동 시기를 추정할 수 있음을 보였고, 이는 지질 연대학에 활용되었다.[42]
헨드릭 얀 즈와트(1967)는 유럽과 북미 조산대 변성 차이를 바탕으로 구조 환경과 양식에 따라 Cordillerotype, Alpinotype, Hercynotype 세 가지 유형을 제안했고,[43] 월리스 스펜서 피처(1979)는 이를 화강암 발생과의 관계 측면에서 수정했다.[44] Cawood 외.(2009)는 조산대를 부가형, 충돌형, 대륙내형으로 분류했다.[45]
- 부가형 조산대: 해양판이 대륙판 아래로 섭입하며 호상 화산 활동이 일어나는 곳으로, 칼크알칼리질 화성암과 고온/저압 변성암상이 특징이며, 오피올라이트, 미그마타이트, 심해 퇴적물은 드물다. 환태평양 조산대가 대표적이다.
- 충돌형 조산대: 대륙 블록이 다른 대륙 블록 아래로 섭입하며 형성되며, 저온/고압 변성작용을 겪고 블루시스트, 에클로자이트 상 변성대가 나타난다. 조산성 페리도타이트는 소량 존재하며, 충돌 동시대 화강암과 미그마타이트는 드물거나 규모가 작다. 알프스-히말라야 조산대와 중국 다비에-술루 조산대가 대표적이다.
과거에는 지향사가 융기하여 산맥이 형성된다고 생각했다. 서구에서는 지구 자전이나 냉각·수축에 의한 수평 압력을, 일본에서는 화강암질 마그마의 부력을 융기 원동력으로 보았다. 그러나 판구조론 등장 이후, 판 운동에 의한 산맥 생성 원인이 논의되면서 지향사 조산 운동론은 지지를 잃었다.[48]
고생대 이후, 칼레도니아, 바리스칸, 알프스 조산 운동의 세 가지 주요 조산 운동기가 있었다고 여겨졌다.
2. 1. 지향사설 (고전적 조산론)
판구조론이 등장하기 이전에는 지향사설로 산맥 생성을 설명하였다. 히말라야산맥이나 알프스산맥에는 두꺼운 지층이 습곡을 일으키거나 단층에 의해 절단된 상태로 지표에 노출되어 있는데, 이러한 산맥을 구성하는 지층이 쌓인 너비가 수백 km에 길이가 수천 km에 달하는 바닷속의 길다란 홈을 지향사라고 하였다. 이 가느다란 홈은 위에 켜켜이 쌓이는 퇴적물의 무게로 점점 깊어진 것으로 여겨졌다. 또한 지구가 수축을 일으켰기 때문에 지구 표면에 생긴 주름 가운데 커다란 것이 지향사라고 생각한 학자도 있었다. 그러나 현재는 그 모든 설이 잘못된 것으로 받아들여지고 있다.[48]지향사의 최대 침강부는 지층이 지하 깊숙이 패여 들어가기 때문에 고온·고압 상태가 된다. 그 결과 지층을 구성하고 있는 암석이 변성암이 된다. 온도가 더 한층 상승하면 마그마도 발생한다. 열에너지 증대에 수반하여 최대 침강부에서 융기 운동이 개시된다. 그 융기 과정에서 지층은 사방에서 압축을 받아 습곡산맥이 형성된다. 습곡산맥의 중추부에는 마그마가 관입하여 화강암이 생긴다. 이것이 지향사설에 근거하는 산맥 형성의 대략적인 내용이다.
지향사설은 산맥 형성의 중요한 원동력을 상하 방향의 힘으로 한 점에서, 수평 방향의 운동을 중시하는 대륙 이동설에서 판구조론에 이르는 조산 운동론과 크게 다르다. 오랜 세월 동안 양자는 논쟁을 거듭해 왔는데, 결국 지향사설은 판 구조론에 자리를 내주었다.[48]
과거에는 산맥을 구성하는 지질의 특징으로부터, 지향사가 어떤 힘에 의해 융기하여 산맥을 형성했다고 생각되어 왔다. 융기시키는 힘으로는, 서구에서는 지구의 자전이나 지구의 냉각·수축에 의한 수평 압력 등으로 여겨졌고, 일본에서는 규장질 화성 활동(Igneous activity)에 의해 형성된 화강암질 마그마에 의한 부력으로 설명되었다. 전자의 생각에서는 반드시 모든 지향사가 조산 운동을 일으키는 것은 아니지만, 후자에서는 지향사는 필연적으로 조산 운동을 수반하게 되며, 이것을 특히 '''지향사 조산론'''이라고 불렀다.
그러나 이러한 생각으로는 설명할 수 없는 사례가 적지 않았다.[48] 멕시코 만에는 미시시피 강에서 흘러들어온 토사의 퇴적이 1만 5000미터 이상에 달하고 있으며, 벵골 만에서도 갠지스 강이 히말라야 산맥을 깎아 흘려보낸 토사가 500만 입방킬로미터나 있지만, 어느 쪽도 조산 운동의 징후는 없다.
판구조론 이론이 등장한 이후로는 판 운동에 의한 산맥이나 호상열도의 생성 원인이 논의되게 되었고, 이전의 지향사에 기인하는 조산 운동론은 지지를 잃고 있다.[48]
2. 2. 판 구조론
판구조론은 1960년대 말부터 1970년대 초에 걸쳐 확립된 이론으로, 최근에는 대부분의 지질학적 현상이 판구조론에 기반하여 설명되고 있다. 지구 표면은 두께 60~120km인 약 10장의 강판(플레이트)으로 덮여 있으며, 이 판들이 수평으로 이동하면서 지진, 화산 활동, 조산 운동 등의 지질 현상이 발생한다. 즉, 지질 현상은 움직이는 판들의 상호작용에 의해 일어나는 것이다. 따라서 중요한 지질 현상은 판의 경계에서 발생한다. 판구조론은 수평 방향의 운동을 중요하게 생각하고, 각지에서 일어나는 지질 현상을 지구 규모에서 통일적으로 설명한다는 점에서 기존의 조산론과 크게 다르다. 판은 상부 맨틀의 비교적 점성이 낮은 연약권 위를 미끄러지듯이 이동한다. 판의 이동은 스케이트를 타고 얼음 위를 지치는 것에 비유할 수 있는데, 스케이트 부분이 판이고 연약권이 얼음과 스케이트 사이에 생기는 수분층에 해당한다. 판의 이동 속도는 연간 수 cm 정도이다.
조산 운동은 일반적으로 대륙 크라톤(대륙의 안정된 내부)의 경계를 따라 길게 뻗은 변형 지역인 ''조산대'' 또는 ''조산체''를 생성한다. 섭입이 여전히 진행 중인 젊은 조산대는 빈번한 화산 활동과 지진이 특징이다. 오래된 조산대는 일반적으로 심하게 침식되어 이동되고 변형된 지층이 드러난다. 이들은 종종 고도로 변성 작용을 받았으며 관입성 심성암으로 이루어진 거대한 배토리스를 포함한다.[7]
조산 운동 과정은 수천만 년이 걸릴 수 있으며, 한때 퇴적 분지였던 곳에서 산맥을 형성한다.[7] 조산대를 따라 활동은 매우 오랫동안 지속될 수 있다. 예를 들어, 미국의 기반암의 많은 부분은 원생대 초기에 로렌시아(북미의 고대 중심부)에 부착된 대륙횡단 원생대 지방에 속한다.[10] 이 기간 동안 야바파이 조산 운동과 마자찰 조산 운동이 조산 활동의 정점이었으며, 피쿠리스 조산 운동을 포함하는 장기간의 조산 활동의 일부였다. 이는 적어도 6억 년 동안 지속된 그린빌 조산 운동으로 절정에 달했다.[11] 비슷한 일련의 조산 운동이 후기 데본기(약 3억 8천만 년 전)에 앤틀러 조산 운동으로 시작하여 소노마 조산 운동과 세비어 조산 운동을 거쳐 라라미드 조산 운동으로 절정에 달하는 북미 서해안에서 일어났다. 라라미드 조산 운동만 해도 7500만 년 전부터 3500만 년 전까지 4000만 년 동안 지속되었다.[12]
판구조론이 받아들여지기 훨씬 전에, 지질학자들은 많은 조산대 내에서 반복되는 퇴적, 변형, 지각 두꺼워짐과 조산 운동, 그리고 새로운 퇴적 분지 형성을 위한 지각 박리의 순환에 대한 증거를 발견했다. 이것들은 "조산 운동 순환"으로 명명되었고, 이를 설명하기 위한 다양한 이론이 제시되었다. 캐나다 지질학자 투조 윌슨은 최초로 조산 운동 순환에 대한 판구조론적 해석을 제시했는데, 이는 현재 윌슨 순환으로 알려져 있다. 윌슨은 조산 운동 순환이 해양 분지의 주기적인 열림과 닫힘을 나타내며, 이 과정의 각 단계가 조산대의 암석에 그 특징적인 기록을 남긴다고 제안했다.[19]
조산대에서의 산맥 형성은 대부분 지각 두꺼워짐의 결과이다. 판의 수렴으로 인해 발생하는 압축력은 대륙 주변부 지각의 광범위한 변형(틀밀림 지질구조)을 초래한다.[20] 이는 연성의 심부 지각의 습곡과 상부 취성 지각의 틀밀림 단층으로 나타난다.[21] 지각 두꺼워짐은 아이소스타시 원리에 따라 산을 융기시킨다.[22] 아이소스타시는 상승된 산맥(가벼운 대륙 지각 물질로 구성됨)에 작용하는 아래쪽 만유인력과 밀도가 높은 아래쪽 맨틀이 작용하는 부력 사이의 평형이다.[23]
조산대의 일부는 조산권의 박리의 결과로 융기될 수도 있는데, 이는 차가운 암석권 근원의 불안정한 부분이 연약권 맨틀로 떨어져 암석권의 밀도를 감소시키고 부력에 의한 융기를 일으키는 과정이다.[24] 캘리포니아의 시에라 네바다 산맥이 그 예이다. 이 단층 지괴 산맥[25]은 그 아래에 있는 조산대 근원의 박리 후 갱신된 융기와 풍부한 마그마 활동을 경험했다.[24][26]
밴프와 캔모어 사이의 트랜스캐나다 고속도로에 있는 런들 산은 경사층으로 이루어진 산의 전형적인 예를 보여준다. 수백만 년 전 충돌로 인해 조산 운동이 발생하여 고대 해양 지각의 수평층이 50~60° 각도로 융기되었다. 그 결과 런들 산은 한쪽은 나무가 우거진 매끄러운 면을, 다른 한쪽은 융기된 지층의 가장자리가 노출된 가파른 면을 가지게 되었다.[27]
산맥 형성은 대부분 조산대에서 일어나지만, 상당한 산맥을 생성할 수 있는 여러 가지 보조 메커니즘이 존재한다.[28][29][30] 중앙 해령과 동아프리카 지구대와 같이 갈라지는 지역은 아래에 있는 뜨거운 맨틀과 관련된 열적 부력으로 인해 산이 형성되는데, 이 열적 부력을 역동적 지형이라고 한다. 샌 안드레아스 단층과 같은 주향 이동 조산대에서는 제한 곡률이 판 경계 전역의 조산 운동 없이 국지적인 지각 단축과 산맥 형성을 초래한다. 핫스팟 화산 활동은 현재의 판 경계에 반드시 있는 것은 아니지만, 본질적으로 판 구조론의 산물인 고립된 산과 산맥을 형성한다. 마찬가지로 에페로제네시스(많은 습곡, 변성 작용 또는 변형과 관련되지 않은 대륙의 일부분의 대규모 수직 운동)[31]와 관련된 융기와 침식은 국지적인 고도의 고지를 생성할 수 있다.
해양 분지의 폐쇄는 대륙 충돌과 관련된 히말라야형 조산 운동으로 끝난다.
2. 2. 1. 판 구조론에 의한 조산 운동
조산 운동은 수렴 경계에서 일어나는데, 섭입이나 대륙 충돌의 형태를 띨 수 있다.[6] 섭입은 대륙이 해양판 위로 이동하여 비충돌형 조산 운동을 일으키는 것이고, 대륙 충돌은 두 개 이상의 대륙이 만나 충돌형 조산 운동을 일으키는 것이다.
섭입대는 해양 지각을 소모시키고, 암석권을 두껍게 만들며, 지진과 화산 활동을 일으킨다. 모든 섭입대가 조산대를 만드는 것은 아니며, 섭입이 상부 판에 압축력을 가할 때만 산맥이 형성된다. 섭입이 압축력을 생성하는지는 판 수렴 속도와 두 판 사이의 결합 정도에 따라 달라진다. 안데스 산맥은 비충돌형 조산대의 예시이며, '안데스형 조산대'라고도 불린다.
호상열도, 대륙 파편 및 해양 물질이 대륙 가장자리에 점차적으로 부착되면서 대륙이 성장한다. 장기간에 걸쳐 부착된 지각 파편(''테레인'')으로 구성된 조산대는 ''부가형 조산대''라고 불리며, 북미 코르디예라와 호주 남동부의 랙런 조산대가 그 예시이다.
섭입되는 해양판 반대편의 대륙 지각이 섭입대에 도착하면 섭입이 종료되고, 부가형 조산대가 히말라야형 충돌형 조산대로 변형된다.[8] 충돌형 조산 운동은 히말라야 산맥처럼 매우 높은 산을 만들 수 있다.[9]
3. 조산대의 유형과 특징
조산 운동은 판의 수렴 경계에서 섭입 또는 대륙 충돌의 형태로 나타난다. 섭입은 대륙이 해양판 위로 이동하면서 비충돌형 조산 운동을 일으키고, 대륙 충돌은 두 개 이상의 대륙이 수렴하면서 충돌형 조산 운동을 일으킨다.[6]
섭입대는 해양 지각을 소모하고 암석권을 두껍게 하며, 지진과 화산 활동을 유발한다. 하지만 모든 섭입대가 조산대를 만드는 것은 아니며, 섭입이 상반되는 판에 압축력을 생성할 때만 산맥이 형성된다. 판 수렴 속도와 두 판 사이의 결합 정도 등이 섭입이 압축력을 생성하는지에 영향을 미친다. 안데스 산맥은 비충돌형 조산대의 예시이며, '안데스형 조산대'라고도 불린다.[7]
섭입이 계속되면서 호상열도, 대륙 파편 및 해양 물질이 대륙 가장자리에 점차적으로 부착될 수 있다. 이는 대륙 성장의 주요 메커니즘 중 하나이다. 장기간에 걸쳐 부착된 지각 파편(''테레인'')으로 구성된 조산대는 '부가형 조산대'라고 불리며, 북미 코르디예라와 호주 남동부의 랙런 조산대가 그 예시이다.[8]
섭입되던 해양판 반대편의 대륙 지각이 섭입대에 도착하면 섭입이 끝나고, 부가형 조산대가 히말라야형 충돌형 조산대로 변형된다.[8] 충돌형 조산 운동은 히말라야 산맥처럼 매우 높은 산을 만들 수 있다.[9] 조산 운동은 수천만 년 동안 지속될 수 있으며, 과거 퇴적 분지였던 곳에 산맥을 형성한다.[7]
3. 1. 조산대와 순상지
]]'''해양 지각의 나이'''(Ma: 백만년): 0 - 20 Ma , : 20 - 65 Ma , : 65 Ma -
'''대륙 지각의 성격'''
: 순상지, : 대지, : 조산대, : 분지, : 거대 화성암 지역 , : 확장된 대륙 지각
]]
고생대 이후 지구상에는 세 차례에 걸쳐 조산운동이 일어난 것으로 보인다. 가장 나중에 일어난 조산운동은 중생대에서 신생대에 걸쳐 일어난 알프스조산운동이다. 고생대에 일어난 것은 현대에 가까운 것부터 발리스칸조산운동, 칼레도니아 조산운동이다. 신생대의 조산대는 현재 판의 침강·충돌 경계에 있으며, 알프스·히말라야·로키·안데스 산맥 등 세계적인 산맥 지대가 되어 있다. 오래된 조산대는 과거에 판의 경계 부분에 발달한 것으로 여겨진다. 고생대 이후 조산대 사이를 메우듯이 순상지가 존재한다. 순상지에는 선캄브리아 시대의 변성암이나 화강암 등 조산대의 중심부를 구성하는 암석이 복잡한 구조를 띠며 널리 분포하고 있다. 순상지는 선캄브리아시대에 몇 차례의 조산 운동을 받은 후에 안정된 지각이다.
조산대는 충돌 조산대와 비충돌 조산대(안데스형 조산대)로 나눌 수 있다. 충돌 조산대는 다른 대륙, 대륙 조각, 호상열도와의 충돌 여부에 따라 다시 나눌 수 있다. 주요 대륙과의 충돌이나 해양 분지 폐쇄의 증거 없이 반복적인 충돌은 증적 조산대를 만든다. 호상열도와 대륙의 충돌로 인해 발생하는 조산대의 예로는 타이완과 오스트레일리아, 반다 호상열도의 충돌이 있다.[15] 대륙-대륙 충돌로 인해 발생하는 조산대는 해양 폐쇄가 수반되는 경우(히말라야형 조산대)와 해양 분지 폐쇄 없이 경사 충돌이 수반되는 경우(오늘날 뉴질랜드의 남부 알프스에서 일어나고 있는 경우)로 나눌 수 있다.[15]
조산대는 특징적인 구조를 가지지만, 상당한 변화를 보인다.[15] 발달하는 산맥에 의한 하중과 지권의 굴곡으로 인해 조산대 앞에는 ''전방분지''가 형성된다. 전형적인 전방분지는 활동적인 조산대 위에 있는 쐐기형 분지, 활동적인 전면 너머에 있는 전면 심지, 굴곡 기원의 전면 융기부, 후면 융기부로 세분화되지만, 모든 요소가 모든 전방분지계에 존재하는 것은 아니다.[15] 분지는 조산대 전면과 함께 이동하고, 초기 퇴적된 전방분지 퇴적물은 점차적으로 습곡과 역단층 작용에 관여하게 된다. 전방분지에 퇴적된 퇴적물은 주로 산맥의 활발하게 상승하는 암석의 침식으로 유래하지만, 일부 퇴적물은 전방에서 유래하기도 한다. 이러한 많은 분지의 충전은 시간에 따라 심해 해양 (''플라이쉬'' 스타일)에서 천해를 거쳐 대륙 (''몰라스'' 스타일) 퇴적물로 변화한다.[15]
활동적인 조산대는 현재 대륙의 가장자리에서 발견되지만, 알고마,[16] 페노키언[17] 및 앤틀러[18]와 같은 오래된 비활동적인 조산 운동은 변형되고 변성된 암석과 내륙의 퇴적 분지로 나타난다.[18]
3. 2. 대륙의 성장
지구 역사의 초기에는 작은 대륙 지각이 형성되었다. 그 후 대륙 주변에서 판의 침강이 자주 일어나 퇴적물이 쌓이고, 화산 활동이 일어나거나 판끼리 충돌하면서 대륙은 점차 바깥쪽으로 성장한다. 대륙 내부에는 낮고 평평한 순상지(楯狀地)가 발달하고, 그 둘레를 습곡산맥이 에워싸고 있다. 순상지는 선캄브리아 시대에는 조산대였으나, 지배사(地背斜) 단계를 거쳐 낮고 평평한 지형이 된 후 수직 방향의 조륙운동만을 받아 안정된 지역으로 변했다. 고생대 이후에는 선캄브리아 시대의 낡은 조산대 둘레에 새로운 조산대가 생겨나 순상지를 넓혀갔다. 이처럼 대륙은 조산 운동의 역사와 함께 오랜 지질 시대를 거쳐 형성되었으며, 대륙에는 오랜 조산대의 기록이 남아 있다.[6]조산 운동은 수렴 경계에서 섭입 또는 대륙 충돌의 형태로 일어난다. 섭입이 진행 중인 젊은 조산대는 빈번한 화산 활동과 지진이 특징이다. 오래된 조산대는 심하게 침식되어 변성 작용을 받은 지층과 배토리스를 포함한다.[7]
안데스 산맥과 같은 비충돌형 조산대는 섭입이 상반되는 판에 압축력을 생성할 때 발생한다. 섭입이 계속됨에 따라 호상열도, 대륙 파편, 해양 물질이 대륙 가장자리에 부착되어 대륙이 성장한다. 북미 코르디예라와 호주 남동부의 랙런 조산대는 부가형 조산대의 예이다.[8]
섭입되는 해양판 반대편의 대륙 지각이 섭입대에 도착하면 섭입이 종식되고 부가형 조산대가 충돌형 조산대로 변형된다. 히말라야 산맥과 같은 충돌형 조산 운동은 매우 높은 산을 생성할 수 있다.[9]
조산 운동 과정은 수천만 년이 걸릴 수 있으며, 한때 퇴적 분지였던 곳에서 산맥을 형성한다.[7] 조산대를 따라 활동은 매우 오랫동안 지속될 수 있다. 예를 들어, 미국 기반암의 많은 부분은 원생대 초기에 로렌시아에 부착된 대륙횡단 원생대 지방에 속하며, 야바파이와 마자찰 조산 운동 등이 이 기간 동안 일어났다. 북미 서해안에서는 후기 데본기에 앤틀러 조산 운동이 시작되어 소노마 조산 운동, 세비어 조산 운동, 라라미드 조산 운동으로 이어졌다.[12]
3. 3. 대륙과 호상 열도
호상열도는 남북 아메리카 대륙과 아시아 대륙 사이에 있는 태평양 가장자리에 발달해 있다. 류큐∼타이완 도호열(島弧列), 일본 혼슈 도호열, 캄차카∼알류샨 도호열 등이 접합하여 화채(花菜)를 이은 모양으로 되어 있어 화채열도(花菜列島)라고도 불린다. 이 호상열도(弧狀列島)는 대륙 주변의 알프스 조산대와 평행하며, 지진대, 화산대, 해구의 분포와도 일치하여 지각 구조와 깊은 관계가 있다. 특히 태평양의 성인과 관련이 있는데, 알프스 조산 운동 중 호상열도를 따라 지각에 단열(斷裂)이 생겨 맹렬한 화산 운동이 따르면서 태평양과 호상열도를 형성시킨 것이다. 이 시기에 만들어진 암석이 녹색 응회암(凝灰岩, 그린터프)이기 때문에, 호상열도를 형성한 변동을 그린터프 변동이라고 한다.조산 운동은 대륙의 수렴 경계에서 일어나는데, 섭입(대륙이 해양판 위로 이동하여 비충돌형 조산 운동을 형성) 또는 대륙 충돌(두 개 이상의 대륙이 수렴하여 충돌형 조산 운동을 형성)의 형태로 나타난다.[6]
섭입대는 해양 지각을 소모하고, 암석권을 두껍게 하며, 지진과 화산을 생성한다. 모든 섭입대가 조산대를 생성하는 것은 아니며, 산맥 형성은 섭입이 상반되는 판에 압축력을 생성할 때만 발생한다. 섭입이 압축력을 생성하는지 여부는 판 수렴 속도와 두 판 사이의 결합 정도와 같은 요인에 따라 달라진다.[7] 안데스 산맥은 비충돌형 조산대의 예이며, 이러한 대는 '안데스형 조산대'라고도 불린다.[7]
섭입이 계속되면 호상열도, 대륙 파편 등이 대륙 가장자리에 부착될 수 있는데, 이는 대륙 성장의 주요 메커니즘 중 하나이다. 장기간에 걸쳐 부착된 지각 파편(''테레인'')으로 구성된 조산대는 '부가형 조산대'라고 불린다. 북미 코르디예라와 호주 남동부의 랙런 조산대는 부가형 조산대의 예이다.[8]
조산 운동은 섭입되는 해양판 반대편 대륙 지각이 섭입대에 도착하면 정점에 달하며, 섭입을 종식시키고 부가형 조산대를 히말라야형 충돌형 조산대로 변형시킨다.[8] 충돌형 조산 운동은 히말라야 산맥처럼 매우 높은 산을 생성할 수 있다.[9]
3. 4. 조산대의 유형 (영어/일본어 위키백과 참고)
조산대는 매우 다양한 특징을 보이지만, 크게 충돌 조산대와 비충돌 조산대(안데스형 조산대)로 나눌 수 있다.[6] 충돌 조산대는 다른 대륙, 대륙 조각, 호상열도와의 충돌 여부에 따라 다시 나눌 수 있다. 주요 대륙과의 충돌이나 해양 분지 폐쇄의 증거 없이 후자 유형의 반복적인 충돌은 증적 조산대를 만든다. 호상열도와 대륙의 충돌로 인해 발생하는 조산대의 예로는 타이완과 오스트레일리아, 반다 호상열도의 충돌이 있다.[6] 대륙-대륙 충돌로 인해 발생하는 조산대는 해양 폐쇄가 수반되는 경우(히말라야형 조산대)와 해양 분지 폐쇄 없이 경사 충돌이 수반되는 경우(오늘날 뉴질랜드의 남부 알프스에서 일어나고 있는 경우)로 나눌 수 있다.[6]섭입이 상반되는 판에 압축력을 생성할 때만 산맥 형성이 발생한다.[6] 섭입이 압축력을 생성하는지 여부는 판 수렴 속도와 두 판 사이의 결합 정도와 같은 요인에 따라 달라진다.[6] 안데스 산맥은 비충돌형 조산대의 예이며, 이러한 대는 때때로 ''안데스형 조산대''라고 불린다.[6]
호상열도, 대륙 파편, 해양 물질이 대륙 가장자리에 점차적으로 부착될 수 있다. 이것은 대륙이 성장하는 주요 메커니즘 중 하나이다. 장기간에 걸쳐 부착된 지각 파편(''테레인'')으로 구성된 조산대는 주요 대륙-대륙 충돌의 흔적이 없는 ''부가형 조산대''라고 한다. 북미 코르디예라와 호주 남동부의 랙런 조산대는 부가형 조산대의 예이다.[6]
섭입되는 해양판의 반대편에서 온 대륙 지각이 섭입대에 도착하면 섭입을 종식시키고 부가형 조산대를 히말라야형 충돌형 조산대로 변형시킨다.[8] 충돌형 조산 운동은 지난 6500만 년 동안 히말라야 산맥에서 일어났던 것처럼 매우 높은 산을 생성할 수 있다.[9]
4. 조산 운동의 과정 (윌슨 순환)
조산 운동은 일반적으로 수렴 경계에서 일어나는데, 섭입이나 대륙 충돌의 형태로 나타난다.[6] 섭입은 해양판이 대륙판 아래로 들어가면서 비충돌형 조산대를 형성하며(예: 안데스 산맥), 대륙 충돌은 두 대륙판이 만나 충돌형 조산대를 만든다(예: 히말라야 산맥).
섭입대는 해양 지각을 소모하고 암석권을 두껍게 하며, 지진과 화산을 일으킨다. 섭입이 상반되는 판에 압축력을 생성할 때 산맥 형성이 발생하는데, 이는 판 수렴 속도와 두 판 사이의 결합 정도에 따라 달라진다. 안데스 산맥은 비충돌형 조산대의 예시이며, '안데스형 조산대'라고도 불린다.[6]
섭입이 진행되면서 호상열도, 대륙 파편, 해양 물질 등이 대륙 가장자리에 부착될 수 있다. 이는 대륙 성장의 주요 메커니즘 중 하나이다. 장기간에 걸쳐 부착된 지각 파편(''테레인'')으로 구성된 조산대는 '부가형 조산대'라고 불리며, 북미 코르디예라와 호주 남동부의 랙런 조산대가 그 예시이다.
섭입되는 해양판 반대편의 대륙 지각이 섭입대에 도착하면 조산 운동이 정점에 달한다. 섭입이 멈추고 부가형 조산대가 히말라야형 충돌형 조산대로 변형된다.[8] 충돌형 조산 운동은 히말라야 산맥처럼 매우 높은 산을 만들 수 있다.[9]
조산 운동 과정은 수천만 년이 걸릴 수 있으며, 한때 퇴적 분지였던 곳에서 산맥을 형성한다.[7] 조산대를 따라 활동은 매우 오랫동안 지속될 수 있다.
판구조론이 받아들여지기 전, 지질학자들은 조산대 내에서 퇴적, 변형, 지각 두꺼워짐, 조산 운동, 새로운 퇴적 분지 형성을 위한 지각 박리 순환의 증거를 발견했다. 이를 "조산 운동 순환"이라 불렀고, 캐나다 지질학자 투조 윌슨이 최초로 판구조론적 해석을 제시했는데, 이것이 현재 윌슨 순환으로 알려져 있다. 윌슨은 조산 운동 순환이 해양 분지의 주기적인 열림과 닫힘을 나타내며, 각 단계가 조산대의 암석에 특징적인 기록을 남긴다고 제안했다.[19]
윌슨 순환의 단계는 다음과 같다.
- 대륙 균열: 안정적이었던 대륙 지각이 맨틀 대류 변화로 장력을 받아 대륙 균열이 발생하고, 지각이 얇아지며 퇴적물이 쌓이는 분지가 생성된다. 분지가 깊어지면 해양이 침범하고, 대륙 지각이 완전히 갈라지면서 얇아진 가장자리 지각에서 천해성 해양 퇴적이 심해성 해양 퇴적으로 바뀐다.[19]
- 섭입: 해양 분지의 대륙 가장자리 하나 또는 둘 모두를 따라 섭입이 시작되어 화산호와 안데스형 조산대를 생성한다. 이는 대륙 가장자리의 변형, 지각 두꺼워짐, 산맥 형성을 유발한다.[19]
- 대륙 충돌: 해양 분지가 닫히면서 대륙 충돌과 관련된 히말라야형 조산 운동이 일어난다.
지향사조산론에서는 조산 운동 과정에 다음과 같은 순환(조산윤회)이 존재한다고 여겨졌다.
- 제1단계 (지향사기): 대륙 주변 얕은 해저에 큰 강을 통해 육지에서 침식된 모래, 진흙 등이 쌓여 두꺼운 퇴적층(지향사)이 형성된다. 지향사는 퇴적물 무게로 침강하여 해저에 1만 미터가 넘는 지층이 만들어진다.
5. 조산 운동과 한반도
주어진 원본 소스(`source`)에는 '조산 운동과 한반도'에 대한 내용이 직접적으로 나타나 있지 않다. 따라서 해당 섹션의 내용을 작성할 수 없다.
5. 1. 선캄브리아 시대의 조산 운동
주어진 원문 소스에는 선캄브리아 시대의 조산 운동에 대한 정보가 없으므로, 해당 섹션에 내용을 추가할 수 없습니다. 이전 답변과 동일하게, 섹션 내용을 작성할 수 없다는 점을 명시합니다.5. 2. 중생대의 조산 운동
중생대에 일어난 조산 운동에 대한 내용은 주어진 원본 소스에 명시적으로 나타나 있지 않다. 그러나 원본 소스에 따르면, 고생대 이후 약 6억 년 전부터 현재까지 다음과 같은 조산 운동이 있었다고 여겨진다.- Caledonian orogeny|칼레도니아 조산 운동영어…6억 년 전 - 4억 년 전
- 바리스칸 조산 운동…4억 년 전 - 2억 년 전
- 알프스 조산 운동…그 이후 현재까지
이 중 중생대는 약 2억 5천만 년 전부터 6천 6백만 년 전까지의 기간이므로, 바리스칸 조산 운동의 후반부와 알프스 조산 운동의 초반부가 중생대에 해당한다고 볼 수 있다. 현재 보이는 모든 큰 산맥은 알프스 조산 운동에 의해 만들어진 것이라고 여겨졌다.[1]
5. 3. 신생대의 조산 운동
알프스 조산 운동은 현재까지 이어지고 있다. 현재 보이는 모든 큰 산맥은 알프스 조산 운동에 의해 만들어진 것이라고 여겨진다.6. 연대 측정
지구의 연대는 상하로 겹쳐진 지층의 신구(新舊)를 눈금으로 하여 그 속에 포함된 화석의 변화 정도에 따라 상대적인 연대를 정할 수 있다. 즉, 진화된 화석이 산출되는 지층일수록 그 연대가 새로운 것이 된다. 이렇게 하여 정한 지구의 연대를 상대 연대(相對年代)라고 한다. 상대 연대에서는 화석의 기록이 많고 진화가 현저한 새로운 연대일수록 그 기간이 짧음에도 불구하고 세분하기가 가능하다. 방사성 원소의 발견으로 이를 함유한 광물이 만들어진 절대 연수(絶對年數)를 측정할 수 있게 되었다. 방사성 원소는 방사능에 의해 일정 기간에 원래 양의 반만큼 붕괴하여 다른 원소로 변해간다. 그러므로 우라늄, 토륨, 칼륨 등의 방사성 원소를 함유한 광물을 화성암 중에서 추출하여, 이들 원소가 납이나 아르곤으로 변화한 양에 따라서 그 화성암이 생긴 절대연대를 측정하고 있다. 지금까지 측정된 가장 오랜 암석의 절대연대는 38억 년이다.
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