지구의 지각

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요
2. 지각의 구성
3. 지각의 종류
4. 지각의 형성과 진화
참조

1. 개요

지구의 지각은 지구의 가장 바깥쪽 고체 층으로, 대륙 지각과 해양 지각으로 구분된다. 대륙 지각은 주로 화강암과 유사한 조성을 가지며, 해양 지각은 현무암으로 구성된다. 대륙 지각은 해양 지각보다 두껍고 밀도가 낮아, 대륙이 해양 분지보다 높게 위치하는 지각 평형을 이룬다. 지각은 산소, 규소, 알루미늄, 철, 칼슘 등 다양한 원소로 구성되며, 광물 조성은 이산화 규소가 가장 풍부하다. 지각은 46억 년 전 지구 형성 과정에서 생성되었으며, 해양 지각은 섭입과 해령 활동을 통해 끊임없이 생성되고 소멸되는 반면, 대륙 지각은 더 오래된 역사를 가지며, 초대륙의 형성과 분해를 반복하며 진화해 왔다.

더 읽어볼만한 페이지

지구의 지각 - 단층
단층은 지각 변동으로 암석이 끊어져 어긋난 구조로, 전단력에 의해 형성되며, 지진 발생의 주요 원인이 되고 다양한 자연재해와 사회적 문제를 유발하며, ESR, OSL 연대측정법 등으로 연구된다.
지구의 지각 - 변성암
변성암은 기존 암석이 고온, 고압, 화학적 변화를 겪어 광물 조성과 조직이 변한 암석으로, 재결정 작용에 의한 조직 변화와 엽리 구조를 보이며, 변성 작용 유형과 원암, 광물 조성, 조직에 따라 다양한 종류로 분류되고 지구 지각의 상당 부분을 차지하며 건축 자재 등으로 활용되지만, 토목 공사나 건강에 위협을 줄 수도 있다.
지구의 구조 - 대륙 지각
대륙 지각은 해양 지각보다 두껍고 밀도가 낮은 지구 지각의 일부로, 지구 표면적의 약 41%를 차지하며, 맨틀 유래 용융체의 분별 결정 작용과 기존 지각의 재용융을 통해 형성되어 육지 환경과 생물 진화에 필수적인 역할을 하였다.
지구의 구조 - 맨틀
맨틀은 지구 내부의 지각과 핵 사이에 위치하며, 온도와 압력에 따라 물리적 성질이 변하고 맨틀 대류를 통해 판 이동을 일으키는 층상 구조를 이룬다.
태양계에 관한 - 단층
단층은 지각 변동으로 암석이 끊어져 어긋난 구조로, 전단력에 의해 형성되며, 지진 발생의 주요 원인이 되고 다양한 자연재해와 사회적 문제를 유발하며, ESR, OSL 연대측정법 등으로 연구된다.
태양계에 관한 - 곤드와나
곤드와나는 고생대와 중생대에 존재했던 초대륙으로, 현재의 아프리카, 남아메리카, 남극, 인도, 오스트레일리아 등을 포함했으며, 판게아 분열 이후 서곤드와나와 동곤드와나로 나뉘어 각 대륙이 이동하면서 생물 지리학적 분포 패턴에도 영향을 미쳤다.

지구의 지각

2. 지각의 구성

지구의 지각은 크게 대륙 지각과 해양 지각 두 가지로 나뉜다.

대륙 지각: 두께는 25~70km 정도이며, 주로 화강암과 같이 밀도가 낮은 규장질암으로 구성되어 있다. 티베트 고원, 알티플라노 고원, 동부 발트 순상지와 같은 일부 지역은 대륙 지각이 50~80km로 더 두껍다.
해양 지각: 두께는 5~10km 정도이며,^[4] 주로 현무암, 휘록암, 반려암과 같이 밀도가 높은 고철질암으로 구성되어 있다.

지각의 평균 두께는 약 15~20km이다.^[5]

대륙 지각과 해양 지각은 모두 아래에 있는 맨틀보다 밀도가 낮아 맨틀 위에 떠 있는 형태이다. 대륙 지각은 해양 지각보다 두껍고 밀도가 낮아 지각 평형의 원리에 따라 더 높이 솟아 있다. 그 결과, 대륙은 깊은 해분으로 둘러싸인 높은 지형을 형성한다.^[6]

대륙 지각은 평균적으로 안산암과 조성이 비슷하지만,^[7] 상부 지각은 데이사이트와 유사하고 하부 지각은 현무암과 유사한 조성을 띠는 등 균일하지 않다. 대륙 지각의 추정 평균 밀도는 2.835 g/cm³이며, 최상부 지각의 평균 2.66 g/cm³에서 지각 기저부의 3.1 g/cm³로 깊이에 따라 증가한다.^[12] 반면 해양 지각은 주로 해령 현무암의 조성을 가지는 베개 용암과 판상 암맥으로 구성되어 있으며, 얇은 상부 퇴적층과 하부 반려암층이 있다.

2. 1. 화학 조성

지구 지각의 화학 조성은 주로 산화물로 이루어져 있으며, 그 비율은 다음과 같다.

산화물	백분율
SiO₂	60.6
Al₂O₃	15.9
CaO	6.4
MgO	4.7
Na₂O	3.1
FeO (철)	6.7
K₂O	1.8
TiO₂	0.7
P₂O₅	0.1

지구 상부 대륙 지각에서 원소의 원자 분율에 따른 풍부도. 지각에서 가장 희귀한 원소(노란색)는 가장 무거운 원소가 아니라, 골드슈미트 분류에서 철을 좋아하는 친철성 원소이다. 이들은 지구 핵 속으로 이동하면서 고갈되었다. 운석 물질에서의 풍부도는 더 높다. 또한, 텔루륨과 셀레늄은 휘발성 수소화물의 형성에 의해 지각에서 고갈되었다.

대륙 지각의 평균 조성은 안산암과 유사하지만, 상부 지각은 다사이트와 유사하고 하부 지각은 현무암과 유사한 조성을 나타내기도 한다.^[7] 대륙 지각에서 가장 풍부한 광물은 장석(41%), 석영(12%), 휘석(11%) 순이다.^[8]

지구 지각의 주요 원소	무게 백분율(%)^[9]	산화물	산화물 무게 백분율
O	46.1
Si	28.2	SiO₂	60.6
Al	8.23	Al₂O₃	15.9
Fe	5.63	FeO	6.7
Ca	4.15	CaO	6.4
Na	2.36	Na₂O	3.1
Mg	2.33	MgO	4.7
K	2.09	K₂O	1.8
Ti	0.565	TiO₂	0.7
H	0.14
P	0.105	P₂O₅	0.1

물 이외의 다른 모든 구성 요소는 극소량으로 존재하며 총 1% 미만이다.^[10]

대륙 지각은 비공존 원소가 현무암 해양 지각에 비해 풍부하며, 그 아래의 맨틀에 비해서도 훨씬 풍부하다. 가장 비공존적인 원소는 원시 맨틀 암석에 비해 대륙 지각에서 50~100배 정도 농축되어 있는 반면, 해양 지각은 비공존 원소가 약 10배 정도 농축되어 있다.^[11]

2. 2. 광물 조성

지구 지각에서 가장 풍부한 광물은 무게의 약 41%를 차지하는 장석이며, 석영(12%), 휘석(11%)이 그 뒤를 잇는다.^[8]

지구 지각에 풍부한 원소	대략적인 중량 비율(%)^[9]	산화물	대략적인 산화물 무게 %
O	46.1
Si	28.2	SiO₂	60.6
Al	8.23	Al₂O₃	15.9
Fe	5.63	Fe as FeO	6.7
Ca	4.15	CaO	6.4
Na	2.36	Na₂O	3.1
Mg	2.33	MgO	4.7
K	2.09	K₂O	1.8
Ti	0.565	TiO₂	0.7
H	0.14
P	0.105	P₂O₅	0.1

물 이외의 다른 모든 구성 원소는 극소량으로 존재하며, 총합은 1% 미만이다.^[10]

대륙 지각은 현무암질 해양 지각에 비해 비상용성 원소가 풍부하며, 그 아래의 맨틀보다도 훨씬 풍부하다. 가장 비상용성인 원소는 원시 맨틀 암석에 비해 대륙 지각에서 50~100배 정도 농축되어 있는 반면, 해양 지각에서는 약 10배 정도 농축되어 있다.^[11]

2. 3. 원소 조성

산화물	백분율
SiO₂	60.6
Al₂O₃	15.9
CaO	6.4
MgO	4.7
Na₂O	3.1
FeO로서의 Fe	6.7
K₂O	1.8
TiO₂	0.7
P₂O₅	0.1

지구 지각에 풍부한 원소	대략적인 중량 비율(%)	산화물	대략적인 중량 비율(%)
O	46.1
Si	28.2	SiO₂	60.6
Al	8.23	Al₂O₃	15.9
Fe	5.63	FeO	6.7
Ca	4.15	CaO	6.4
Na	2.36	Na₂O	3.1
Mg	2.33	MgO	4.7
K	2.09	K₂O	1.8
Ti	0.565	TiO₂	0.7
H	0.14
P	0.105	P₂O₅	0.1

물을 제외한 다른 모든 구성 원소는 극미량으로 존재하며, 총합은 1% 미만이다.^[10]

대륙 지각은 현무암질 해양 지각에 비해 비상용성 원소가 풍부하며, 그 아래의 맨틀보다도 훨씬 풍부하다. 가장 비상용성 원소는 원시 맨틀 암석에 비해 대륙 지각에서 50~100배, 해양 지각에서는 약 10배 정도 농축되어 있다.^[11]

3. 지각의 종류

지구의 지각은 대륙 지각과 해양 지각의 두 가지로 뚜렷하게 구분된다. 대륙 지각은 두께가 25km~70km이며, 화강암과 같이 밀도가 낮은 규장질암으로 구성되어 있다. 해양 지각은 두께가 5km~10km이며, 현무암과 같이 밀도가 높은 고철질암으로 구성되어 있다.^[4] 지각의 평균 두께는 약 15km~20km이다.^[5]

지구 지각의 평균 연령은 약 20억 년으로 추정된다.^[17] 25억 년 전에 형성된 대부분의 지각 암석은 안정육괴에 위치해 있다.

3. 1. 해양 지각

지구의 지각에는 두 종류가 있는데, 해양 지각은 두께가 5~10km이며, 현무암, 휘록암, 반려암과 같은 밀도가 높은 고철질암으로 주로 구성되어 있다.^[21]

이차 지각인 해양 지각은 해양 확장 중심에서 형성되는데, 이곳에서 하부 맨틀의 부분 용융이 현무암질 마그마를 생성하고 새로운 해양 지각이 만들어진다. 이 "능선 밀림"은 판 구조론의 원동력 중 하나이며, 끊임없이 새로운 해양 지각을 생성한다. 오래된 지각은 파괴되어야 하므로, 확장 중심 반대편에는 해양판이 맨틀로 다시 가라앉는 섭입대인 해구가 있다. 이러한 과정으로 인해 오늘날 지구에서 가장 오래된 해양 지각은 약 2억 년 밖에 되지 않는다.

대륙 지각과는 대조적으로, 해양 지각은 주로 해령 현무암을 조성으로 하는 베개 용암과 층상 암맥으로 구성되어 있으며, 이에 퇴적물의 얇은 상층과 반려암의 하층이 부수적으로 붙어 있다.

3. 2. 대륙 지각

지구의 지각에는 두 종류가 있다. 그중 대륙 지각은 두께 25km~70km로, 화강암 등 밀도가 낮은 규장질암으로 주로 구성되어 있다. 티베트 고원, 알티플라노 고원 및 동부 발트 순상지와 같은 일부 지역에서는 대륙 지각이 50km~80km로 더 두껍다.

대륙 지각과 해양 지각은 모두 그 아래의 맨틀보다 밀도가 낮기 때문에, 두 지각 모두 맨틀 위에 "떠" 있다. 대륙 지각의 표층은 해양 지각의 표층보다 유의미하게 높아져 있는데, 이는 더 두껍고 저밀도인 대륙 지각이 부력도 더 크기 때문이다(아이소스타시의 성립 예). 그 결과, 대륙은 깊은 해저 분지에 둘러싸인 높은 대지를 형성한다.^[6]

대륙 지각은 안산암과 유사한 평균 조성을 띠고 있지만^[7], 조성은 균질하지 않으며, 상부 지각은 평균적으로 데이사이트와 유사한 규장질 조성을, 하부 지각은 평균적으로 현무암과 유사한 고철질 조성을 띤다. 지구의 대륙 지각에서 가장 풍부한 광물은 장석으로 지각 무게의 약 41%를 차지하며, 이어서 석영이 12%, 휘석이 11%이다.^[8]

지구 지각에 풍부한 원소	대략적인 중량 비율(%)^[9]	산화물	대략적인 중량 비율(%)
O	46.1
Si	28.2	SiO₂	60.6
Al	8.23	Al₂O₃	15.9
Fe	5.63	FeO	6.7
Ca	4.15	CaO	6.4
Na	2.36	Na₂O	3.1
Mg	2.33	MgO	4.7
K	2.09	K₂O	1.8
Ti	0.565	TiO₂	0.7
H	0.14
P	0.105	P₂O₅	0.1

물을 제외하면 이 외의 조성물은 모두 극미량이며, 합계해도 1% 미만이다.^[10]

대륙 지각은 현무암의 해양 지각과 비교하면 비공존 원소가 풍부하고, 아래에 있는 맨틀과 비교하면 매우 풍부하다. 원시 맨틀 암석과 비교하면, 대부분의 비공존 원소가 대륙 지각에서 50~100배, 해양 지각에서 10배 정도 풍부하게 존재한다.^[11]

평균 밀도의 추정치는 2.835 g/cm³이며, 밀도는 최상부 지각의 평균 2.66 g/cm³에서 지각 기저부의 3.1 g/cm³로 깊이에 따라 증가한다.^[12]

3. 3. 지각 평형 (아이소스타시)

대륙 지각과 해양 지각은 모두 그 아래의 맨틀보다 밀도가 낮기 때문에, 두 지각 모두 맨틀 위에 "떠" 있다. 더 두껍고 밀도가 낮은 대륙 지각은 부력이 더 크기 때문에 대륙 지각의 표면은 해양 지각의 표면보다 현저히 높다. 이는 지각 평형의 예시이다. 그 결과, 대륙은 깊은 해저 분지에 둘러싸인 높은 지형을 형성한다.^[6]

4. 지각의 형성과 진화

지구는 약 46억 년 전, 새로 형성된 태양을 공전하는 먼지와 가스 원반에서 미행성체 등이 충돌하고 결합하여 점차 행성으로 성장하는 강착을 통해 형성되었다. 이 과정은 엄청난 양의 열을 발생시켰고, 초기 지구는 완전히 녹아 마그마 바다를 이루었다. 행성 강착이 둔화되면서 지구는 냉각되기 시작했고, 최초 또는 원시 지각이라고 불리는 첫 번째 지각이 형성되었다.^[13] 이 지각은 대규모 충돌로 인해 반복적으로 파괴된 후 충돌로 남은 마그마 바다에서 다시 형성되었을 가능성이 높다. 지구의 원시 지각은 침식, 충돌 및 판 구조론에 의해 모두 파괴되어 오늘날까지 남아 있지 않다.^[14]

그 이후로 지구는 해양 지각과 대륙 지각을 형성해 왔다. 지구에서 가장 오래된 대륙 지각 암석은 약 37억에서 42억 8천만 년 사이의 연대를 가지고 있으며^[15]^[16], 서호주의 나리어 편마암 지괴, 캐나다 순상지의 노스웨스트 준주에 있는 아카스타 편마암, 페노스칸디아 순상지와 같은 다른 안정륙괴 지역에서 발견되었다. 나리어 편마암 지괴에서는 43억 년이나 된 지르콘이 발견되기도 했다. 현재 지구 대륙 지각의 평균 연령은 약 20억 년으로 추정된다.^[17] 25억 년 전에 형성된 대부분의 지각 암석은 안정륙괴에 위치해 있다. 이렇게 오래된 대륙 지각과 그 아래의 연약권 맨틀은 지구의 다른 지역보다 밀도가 낮아서 섭입에 의해 쉽게 파괴되지 않는다.

4. 1. 해양 지각의 생성과 소멸

이차 지각은 해양 확장 중심에서 형성되며, 여기에서 하부 맨틀의 부분 용융이 현무암질 마그마를 생성하고 새로운 해양 지각이 형성된다. 이 "능선 밀림"은 판 구조론의 원동력 중 하나이며, 끊임없이 새로운 해양 지각을 생성하고 있다. 결과적으로 오래된 지각은 파괴되어야 하므로, 확장 중심의 반대편에는 일반적으로 해양판이 맨틀로 다시 가라앉는 섭입대: 해구가 있다. 이 새로운 해양 지각을 생성하고 오래된 해양 지각을 파괴하는 끊임없는 과정은 오늘날 지구에서 가장 오래된 해양 지각이 약 2억 년 밖에 되지 않는다는 것을 의미한다.^[14]

4. 2. 대륙 지각의 생성과 성장

지구는 약 46억 년 전, 새로 형성된 태양을 공전하는 먼지와 가스 원반에서 강착 과정을 통해 형성되었다. 이 과정에서 발생한 막대한 열로 초기 지구는 완전히 녹아 있었고, 행성 강착이 둔화되면서 냉각이 시작되어 원시 지각이 형성되었다.^[13] 이 원시 지각은 대규모 충돌과 판 구조론 등으로 인해 파괴되어 현재는 남아있지 않다.^[14]

이후 지구는 해양 지각(이차 지각)과 대륙 지각(삼차 지각)을 형성했다. 해양 지각은 해양 확장 중심에서 맨틀의 부분 용융으로 현무암질 마그마가 생성되며 형성된다. 이 과정은 판 구조론의 원동력 중 하나이며, 오래된 해양 지각은 섭입대에서 맨틀로 다시 가라앉는다. 이러한 순환으로 인해 현재 지구에서 가장 오래된 해양 지각은 약 2억 년 정도이다.

반면, 대륙 지각은 대부분 훨씬 오래되었다. 가장 오래된 대륙 지각 암석은 약 37억~42억 8천만 년 전의 연대를 가지며, 서호주의 나리어 편마암 지괴, 캐나다 순상지의 아카스타 편마암, 페노스칸디아 순상지 등 안정륙괴 지역에서 발견된다.^[15]^[16] 나리어 편마암 지괴에서는 43억 년이나 된 지르콘이 발견되기도 했다. 대륙 지각은 섭입된 해양 지각의 재활용을 통해 섭입대에서 형성되는 삼차 지각이다.

현재 지구 대륙 지각의 평균 연령은 약 20억 년으로 추정되며,^[17] 25억 년 전에 형성된 지각 암석은 대부분 안정륙괴에 위치한다. 이 오래된 대륙 지각과 아래의 연약권 맨틀은 밀도가 낮아 섭입에 의해 쉽게 파괴되지 않는다. 새로운 대륙 지각 형성은 로디니아, 판게아, 곤드와나와 같은 초대륙 형성과 관련된 격렬한 조산 운동 시기와 관련이 있다. 지각은 섬 호의 집합 등에 의해 부분적으로 형성된다.

4. 3. 초대륙 순환

지구의 대륙 지각은 로디니아, 판게아, 곤드와나와 같은 초대륙의 형성과 해체가 반복되는 순환 과정을 거쳐왔다. 이러한 초대륙 형성은 격렬한 조산 운동 시기와 관련이 있으며, 새로운 대륙 지각 형성을 동반한다.^[17] 지각은 화강암과 변성 습곡대를 포함한 섬 호의 집합에 의해 부분적으로 형성되며, 하부 맨틀 고갈에 의해 부분적으로 보존되어 부력 암석권 맨틀을 형성한다.

참조

_[1] 웹사이트 The Interior of the Earth http://pubs.usgs.gov[...] U.S. Geological Survey 2011-01-14
_[2] 서적
_[3] 서적 Principles of igneous and metamorphic petrology Cambridge University Press 2009
_[4] 웹사이트 Structure of the Earth http://www.eoearth.o[...] 2010-03-03
_[5] 웹사이트 Earth's Crust https://pubs.usgs.go[...] US Geological Survey 1999-05-05
_[6] 서적 The Earth through time J. Wiley 2010
_[7] 간행물 Composition of the Continental Crust Elsevier-Pergamon, Oxford 2003
_[8] 서적 Geomorphology: The Mechanics and Chemistry of Landscapes https://books.google[...] Cambridge University Press
_[9] 문서 ABUNDANCE OF ELEMENTS IN THE EARTH’S CRUST AND IN THE SEA CRC Handbook of Chemistry and Physics 2016-2017
_[10] 서적 Manual of mineralogy : (after James D. Dana) Wiley 1993
_[11] 학술지 Chemical differentiation of the Earth: the relationship between mantle, continental crust, and oceanic crust 1988-11
_[12] 학술지 Seismic velocity structure and composition of the continental crust: A global view 1995-06-10
_[13] 서적 Historical Geology: Understanding Our Planet's Past https://books.google[...] Infobase Publishing 2017-09-28
_[14] 학술지 The Evolution of Continental Crust
_[15] 뉴스 Team finds Earth's 'oldest rocks' http://news.bbc.co.u[...] BBC News 2010-03-27
_[16] 간행물 Ages and Growth of the Continental Crust from Radiogenic Isotopes Elsevier-Pergamon, Oxford 2003
_[17] 간행물 Granitic Perspectives on the Generation and Secular Evolution of the Continental Crust Elsevier-Pergamon, Oxford 2003
_[18] 웹사이트 The Interior of the Earth http://pubs.usgs.gov[...] U.S. Geological Survey 2011-01-14
_[19] 서적
_[20] 서적 Principles of igneous and metamorphic petrology Cambridge University Press 2009
_[21] 웹사이트 Structure of the Earth http://www.eoearth.o[...] 2010-03-03
_[22] 서적 The earth through time J. Wiley 2010
_[23] 간행물 Composition of the Continental Crust Elsevier-Pergamon, Oxford 2003
_[24] 서적 Geomorphology: The Mechanics and Chemistry of Landscapes https://books.google[...] Cambridge University Press
_[25] 서적 Manual of mineralogy : (after James D. Dana) Wiley 1993
_[26] 학술지 Chemical differentiation of the Earth: the relationship between mantle, continental crust, and oceanic crust 1988-11
_[27] 웹사이트 Structure and composition of the Earth http://australianmus[...] Australian Museum Online 2007-09-14
_[28] 문서 地球史の最初期 https://www.nhk.or.j[...] NHK高校講座
_[29] 서적 Historical Geology: Understanding Our Planet's Past https://books.google[...] Infobase Publishing 2017-09-28
_[30] 학술지 The Evolution of Continental Crust
_[31] 뉴스 Team finds Earth's 'oldest rocks' http://news.bbc.co.u[...] BBC News 2010-03-27
_[32] 간행물 Ages and Growth of the Continental Crust from Radiogenic Isotopes Elsevier-Pergamon, Oxford 2003
_[33] 뉴스 地球の地殻、44億年以上前に形成か研究 https://www.afpbb.co[...] AFPBB 2014-02-24
_[34] 간행물 Granitic Perspectives on the Generation and Secular Evolution of the Continental Crust Elsevier-Pergamon, Oxford 2003

본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com