오키나와 해곡

1. 개요

오키나와 해곡은 규슈 서쪽에서 타이완 섬 북쪽까지 류큐 열도 서쪽을 따라 뻗어 있는 길이 약 1,000km, 폭 약 200km의 해저 함몰 지형이다. 동중국해에서 가장 깊은 해역이며, 류큐 해구에서 필리핀해판이 유라시아판 아래로 섭입하면서 형성된 배호 해분으로 여겨진다. 북부 오키나와 해곡은 지각 두께가 30km, 남부는 10km이며, 최대 수심은 2,716m에 달한다. 중국과 일본은 오키나와 해곡을 기준으로 해양 경계 획정 문제에 대한 입장 차이를 보이고 있으며, 중국은 해곡을 경계로, 일본은 중간선 방식을 주장하고 있다.

2. 지질 구조

동중국해 일대에는 5개의 조구조(Tectonic structure)가 발달한다. 북서쪽에서 남동쪽으로, 제주도 부근에 발달하는 체-민 융기대(Zhe-Min Uplift), 동중국해 대륙붕 분지(East China Sea Shelf Basin), 타이완-신지 융기대(Taiwan-Sinzi Uplift), 오키나와 해곡, 류큐 융기대(Ryuku ridge)가 발달하고 있다.

오키나와 해곡은 융기부와 폐색 단층(block fault)에 의해 몇 개의 분절로 나누어진다. 탄성파 자료를 보면 오키나와 해곡의 폭은 남부에서 60~100 km, 북부에서 최고 230 km에 이른다. 오키나와 해곡 남부의 수심은 2300m이며 북쪽으로 갈수록 얕아져 거의 200m에 이른다. Wageman 외(1970)는 오키나와 해곡의 사면(slope)들이 일련의 점완형(Iistric) 또는 정단층들에 의해 형성되었고 오키나와 해곡은 네오기 동안에 형성되었다고 보았다. Herman 등(1978)은 오키나와 트러프의 대륙지각 분리가 후기 플라이오세에 일어났다고 제안하였다. 반면에 Kimura(1985) 와 Letouzey and Kimura (1985)는 오키나와 해곡의 초기 인장(extensional)운동은 마이오세에 있었고 열개 시기는 플라이오세와 플라이스토세의 경계부라고 주장하였다. 부게 중력치에 의한 지각의 두께는 오키나와 해곡 남부에서 약 15 km로 가장 얇으며 오키나와 해곡 북부에서는 약 25 km이다.

2.1. 오키나와 해곡의 확장

동중국해에는 5개의 조구조가 발달하는데, 이들은 필리핀판이 류큐 해구를 통해 유라시아판 밑으로 섭입하는 과정에서 생긴 것이다. 이 조구조들은 북동-남서 방향으로 발달하며 동쪽으로 갈수록 생성 시기가 젊어진다.

후기 백악기 이후 동중국해에서는 두 번의 열개-침하작용이 일어나 동중국해 대륙붕 분지와 오키나와 해곡이 형성되었다. 오키나와 해곡은 현재도 신조구조운동의 영향을 받는 활동성 열개-침하 분지로, 높은 열류량, 빈번한 화성활동 및 지진 발생 등으로 증명된다.

오키나와 해곡의 폭은 남부에서 60~100 km, 북부에서 최고 230 km이다. 남부 수심은 2300m이며 북쪽으로 갈수록 얕아져 200m에 이른다. 오키나와 해곡은 네오기 동안 형성되었으며, 대륙지각 분리는 후기 플라이오세에 일어났다는 주장과 초기 인장 운동은 마이오세에, 열개 시기는 플라이오세와 플라이스토세 경계부라는 주장이 있다. 지각 두께는 남부에서 약 15 km로 가장 얇고 북부에서는 약 25 km이다. 후열도 분지는 난카이 해구-호계의 배후 대륙 암석권 내에서 확장되어 형성되었다. 북부 오키나와 해곡의 지각 두께는 30km, 남부에서는 10km이다. 최대 수심은 2716m이다.

오키나와 해곡은 호형에서 후열 활동으로 진화하는 초기 단계에 있으며, 요나구니 노울 IV와 같은 화산이 특징이다. 동중국해에서 가장 깊은 해역으로, 가장 깊은 곳은 약 2200m이다.

현재도 형성 중인 배호 해분으로, 류큐 해구에서 필리핀해판이 유라시아판 아래로 섭입하면서 맨틀 내부에 축적된 슬래브가 냉각되어 지각을 끌어당겨 형성된 함몰 지형으로 여겨진다.

오키나와 해곡의 북쪽 끝은 벳푸-시마바라 지루대, 남쪽 끝은 타이완 섬의 충돌 경계에 이어진다.

류큐 열도 쪽 판을 오키나와 판으로 분류하여 마이크로 플레이트로 보기도 하며, 이 경우 대륙붕 쪽 판은 유라시아 판이 아닌 양쯔강 판으로 분류된다.

약 200만 년 전부터 확장을 시작했으며, 현재 확장 속도는 북부에서 10mm/년, 중부에서 25-30mm/년, 남부에서 35-50mm/년으로, 남쪽으로 갈수록 증가한다. 고토 열도나 센카쿠 열도는 오키나와 본섬 등에서 볼 때 오키나와 해곡을 사이에 두고 반대쪽에 위치하며, 해마다 멀어지고 있다.

3. 층서

오키나와 해곡의 북동부에 발달하는 신생대 퇴적암 지층은 Nikkan 8-IX 공에 나타나는 부정합면에 의하여 후기 마이오세의 하부층군과 플라이오세-플라이스토세의 상부층군으로 구분될 수 있다. JDZ VII-3 공에서 상부층군의 층후는 약 6km으로 Nikkan 8-1X 공의 해당 층군보다 2배 두꺼운데 이는 플라이오세-플라이스토세에 일어난 오키나와 해곡의 확장 시 일어난 각 지괴의 차별 침강에 의한 것으로 해석된다.

4. 고생물

오키나와 해곡의 퇴적물은 모두 해성층으로 다양하고 풍부한 해양 생물들의 화석이 산출된다. 오키나와 해곡의 석유탐사용 시추공 Nikkan 8-1X 공에서는 부유성 14종과 저서성 65종, 총 79종의 유공충 화석이 산출되었으며, 이들 화석에 근거하여 Ammonia sp., Pseudorotalia yabei, Asterorotalia multispinosa, Asterorotalia concinna의 4개 생층서대가 설정되었다. 지질시대는 플라이오세-플라이스토세에 해당한다. JDZ VII-3 공에서는 총 55속 74종의 유공충 화석이 산출되었고, 이외에 개형충이 상부 층준에서 드물게 산출되었다.

5. 석유 부존 가능성

Nikkan 8-1X 공에서는 잠재 저류층인 사암 지층이 있으나 저류층의 조건은 다소 불량하다. 반지구대 지역에는 석유 부존 가능성이 있는 경사진 단층 지괴, 단층 등이 발달한다.

6. 해양 경계 획정 문제 (중국-일본)

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오키나와 해곡은 동중국해의 해양 경계 획정 문제를 복잡하게 만든다. 상해국제문제연구원의 지궈싱 교수에 따르면, 중국과 일본은 오키나와 해곡에 대해 서로 다른 해석을 하고 있다.

6.1. 중국과 일본의 입장 차이

중국은 오키나와 해곡이 중국과 일본의 대륙붕이 연결되어 있지 않다는 것을 증명하며, 해곡이 그 경계를 이루고 있어 해곡을 무시해서는 안 된다고 해석한다.

반면 일본은 해곡이 두 나라 사이의 연속적인 대륙 연안의 우연한 함몰일 뿐이며, 해곡의 법적 효력은 무시되어야 한다고 해석한다.

최근 중화인민공화국 정부는 동중국해 가스전 문제 등과 관련하여 오키나와 해곡을 자국 대륙붕 권원의 외연으로 간주하며, 중일 경제 주권의 경계라고 주장하고 있다. 이에 대해 일본 정부는 오키나와 해곡이 아닌 중간선 방식을 주장하고 있다.

6.2. 법적 절차 (중국)

2013년 8월 15일, 중국 대표단은 국제 해양법 협약(UNCLOS)에 따라 설립된 대륙붕 한계 위원회(CLCS)에 발표를 했다. 이 발표는 동중국해 일부 지역에서 200 해리를 초과하는 대륙붕의 한계를 설정하는 제안에 관한 것이었다. 중국은 동중국해의 중국 대륙붕이 자연적으로 중국-류큐 경계 해구를 넘어 확장되며, 이는 중국 영해 기선에서 200 해리 이상 떨어져 있다고 주장한다. 국제 해양법 협약에 따르면, 200 해리를 초과하는 대륙붕을 주장하는 국가는 CLCS에 관련 과학적 증거를 제공해야 한다. 확고한 데이터를 수집하기 위해 중국은 250000km² 지역을 커버하는 14척의 과학 조사 선박을 배치했다.