지구 (지질학)

1. 개요

지구(graben)는 지각에 인장력이 작용하여 형성되는 지형으로, '도랑' 또는 '참호'를 의미하는 독일어에서 유래되었다. 평행한 단층들이 발달하면서 지괴가 침강하여 협곡 형태를 이루며, 측면은 단층애를 형성한다. 지구대는 비대칭적인 반지구대로 나타나기도 하며, 동아프리카 지구대, 포사 마그나, 베이슨 앤 레인지 등 전 세계적으로 다양한 주요 지구가 존재한다. 지구는 지구성 분지, 지구호, 분지와 같은 부속 지형을 포함하며, 달의 아리아다이우스 계곡이나 화성의 마리네리스 협곡과 같이 지구 외 천체에서도 발견된다.

2. 어원

"그라벤(graben)"은 '도랑' 또는 '참호'를 의미하는 독일어에서 온 외래어이다. 지질학적 맥락에서 이 단어가 처음 사용된 것은 1883년 에두아르트 쥐스(Eduard Suess)에 의해서였다. 복수형은 "그라벤(graben)" 또는 "그라벤스(grabens)"이다.

3. 형성

지구는 지반의 한 덩어리가 아래로 이동하여 양쪽에 뚜렷한 절벽(단층애)이 생긴 골짜기이다. 지구는 종종 호르스트(horst)와 나란히 나타나는데, 이러한 구조는 장력과 지각 신장을 나타낸다.

지구는 평행한 정단층에서 생성되는데, 이때 현수벽은 아래로, 풋월은 위로 이동한다. 단층은 일반적으로 양쪽에서 지구 중앙을 향해 경사져 있다. 호르스트는 지구 사이에 남아 있는 평행한 지괴이며, 호르스트의 경계 단층은 일반적으로 호르스트 중앙선에서 멀어지는 방향으로 경사져 있다. 하나 또는 여러 개의 지구가 합쳐져 열곡을 형성할 수 있다.

지각에 수평 방향으로 인장력이 작용하면 그 지역에는 정단층이 발달한다. 이 단층선이 수평면에서 거의 평행하게 여러 개 발달하면 일부 지괴는 침강하여 협곡 모양의 지구가 된다. 침강하지 않고 산지·고원이 된 부분은 지괴(홀스트(Horst))라고 불린다.

평행하는 단층이 여러개 생기고, 측면의 절벽에는 여러 단의 단차가 생기는 경우가 있는데, 대지구대가 대표적인 예시이다. 동아프리카에서 상승하는 핫플룸에 의해 마그마가 분출하고, 양쪽으로 밀어내는 힘이 작용함으로써 그 지역은 함몰되어 지구가 되고, 그것이 남북으로 길게 연결되어 지구대를 형성하고 있는데, 화산 활동을 동반하고 있다.

일본의 포사 마그나는, 필리핀해판의 섭입에 의해 이즈반도가 일본열도에 충돌했을 때, 일본열도가 중앙부에서 둘로 갈라져 くの字 형태로 구부러지고, 그 응력 부분이 지구가 되고, 그 후, 다량의 퇴적물에 의해 협곡 부분이 매몰되어 현재와 같은 지형이 되었다.

가늘고 긴 도랑 모양의 지형이라면, 성인에 관계없이 지구라고 부르는 경우도 있다. 또한 지구는 지하에 매몰되어 지표에서 확인할 수 없는 경우도 있으며, 지질 조사 등으로 그 위치가 추정된다.

3.1. 반지구대 (Half-graben)

많은 지구대에서 지구대는 비대칭이며, 경계 중 한쪽에만 주요 단층이 있는데, 이를 반지구대라고 한다. 주요 경계 단층의 극성(낙하 방향)은 일반적으로 지구대의 길이를 따라 번갈아 나타난다. 반지구대의 비대칭성은 동시 퇴적 작용에 큰 영향을 미친다. 주요 경계 단층을 가로질러 반지구대에 들어오는 상대적으로 적은 양의 퇴적물은 배수 시스템의 단층 상반의 융기 때문이다. 예외적으로, 주요 경계 단층의 어떤 주요 오프셋에서 중계 램프가 중요한 퇴적물 유입 지점을 제공할 수 있다. 대부분의 퇴적물은 단층이 없는 상반쪽(예: 바이칼 호)을 따라 반지구대에 유입될 것이다.

4. 부속 지형

4.1. 지구 분지

지구에 형성되는 분지는 지구성 분지라고 불리며, 이이즈나 분지, 스와 분지, 마쓰모토 분지 등이 그 예이다.

4.2. 지구호 (Rift lake)

단층 운동으로 인해 움푹 들어간 곳에 생기는 단층호는 지구에 생긴 것을 명확히 하고 싶을 때는 지구호(rift lake)라고 부르기도 한다. 수와호, 탕가니카호, 바이칼호 등이 그 예이다.

4.3. 분지

특히 낙차가 심한 지구는 분지가 되어 해수면 아래까지 함몰되는 경우도 있다. 사해와 요르단 계곡이 그 예이다.

5. 주요 지구

5.1. 아시아

* 나르마다 강 유역, 인도 중부
* 하류 고다바리 강 유역, 인도 남부
* 바이칼 열곡대, 시베리아, 러시아
* 모마 그라벤, 사하 공화국, 러시아
* 부유크 멘데레스 그라벤, 터키
* 포사 마그나, 혼슈, 일본
* 아리아케 해 (운젠 그라벤의 일부), 규슈, 일본
* 벳푸-시마바라 그라벤, 규슈, 일본
* 우브수눌 분지 (몽골, 러시아)
* 고다바리 강의 고다바리 협곡 (인도)
* 발하시 호 지역 (카자흐스탄)
* 후브수굴 호 지역 (몽골)

5.2. 아프리카

동아프리카 지구대는 아프리카와 서아시아에 걸쳐 발달한 지구대이다. 핫플룸에 의해 마그마가 분출하고, 양쪽으로 밀어내는 힘이 작용하여 함몰된 지역이 남북으로 길게 연결되어 형성되었다. 화산 활동을 동반한다.

5.3. 유럽

* 라인 계곡: 독일 서부와 프랑스 북동부의 국경 지역이다.
* 오슬로 지구대: 노르웨이 오슬로 주변 지역이다.
* 중부 저지대: 스코틀랜드에 위치한다.
* 우스터 분지: 잉글랜드에 위치한다.
* 중앙 지구대: 북해에 위치한다.
* 바이킹 지구대: 북해에 위치한다.
* 베테른호: 스웨덴에 위치한다.
* 로우서빌 지구대: 잉글랜드 와이트섬 벤트너에 위치한다.
* 코린토스 만: 그리스에 위치한다.
* 라인 강의 라인 협곡: 프랑스와 독일에 걸쳐 있다.

5.4. 북아메리카

북아메리카 지역은 여러 지구대가 특징적으로 나타나는 곳이다.

5.4.1. 캐나다

* 오타와-보네셰르 그라벤 (온타리오주 및 퀘벡주)
* 사구네 그라벤 (퀘벡주)
* 티미스카밍 호 지역
* 사그네 강의 사그네 협곡

5.4.2. 과테말라

과테말라 시티 계곡, 과테말라

5.4.3. 미국

* 미국 남서부의 분지와 산맥 지방은 데스밸리를 포함한 여러 호스트/그라벤 구조의 예시이며, 솔트레이크밸리가 가장 동쪽에, 오웬스밸리가 가장 서쪽에 위치한다.
* 뉴욕주 레이크 조지 분지(Lake George Basin)
* 캘리포니아주와 네바다주 타호호 분지(Lake Tahoe Basin)
* 워싱턴주 레퍼블릭 레퍼블릭 그라벤(Republic Graben)
* 콜로라도주/뉴멕시코주/텍사스주에 있는 리오그란데 리프트 계곡
* 켄터키주 러프 크릭 그라벤(Rough Creek Graben)
* 캘리포니아주 산타클라라 계곡(Santa Clara Valley)
* 아이다호주 서부 스네이크 강 평원(Snake River Plain)
* 애리조나주 남서부 샌 버나디노 밸리 (애리조나주)(San Bernardino Valley (Arizona))
* 슈피리어 호 지역
* 뉴매드리드 지진대
* 리오그란데 강의 리오그란데 협곡

5.4.4. 다국적

* 동북아메리카 열곡 분지(Eastern North America Rift Basins) - 캐나다, 미국
* 미드컨티넨트 열곡계(Midcontinent Rift System) - 캐나다, 미국
* 솔턴 트러프(Salton Trough) - 멕시코, 미국

5.5. 오세아니아

* 타마키 만의 타마키 해협과 타마키 지구의 타마키 지구대(타마키 반지구대), 북섬, 뉴질랜드
* 타우포 지구대 내의 티키테레 지구대, 북섬, 뉴질랜드
* 세인트빈센트 만, 남호주, 오스트레일리아
* 타마 계곡, 타즈메이니아, 오스트레일리아
* 하우라키 평원과 하우라키 만, 뉴질랜드
* 스펜서 만, 오스트레일리아

5.6. 남아메리카

과나바라 지구대는 브라질 리우데자네이루에 있다.

5.7. 남극

* 서남극 지구대
* 보스토크 호 지역

5.8. 지구 외 천체

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* 아리아다이우스 계곡 (달)
* 마리네리스 협곡 (화성)