화산대
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1. 개요
화산대는 다양한 판구조 환경에서 형성되며, 주로 섭입대, 핫스팟, 발산형 경계 등에서 나타난다. 섭입대에서는 해양판이 대륙판 아래로 들어가면서 화산 활동이 일어나며, 핫스팟에서는 맨틀 플룸이나 상부 맨틀 대류에 의해 화산 열도가 형성된다. 화산대는 화산뿐만 아니라 분기공, 온천 등 화산 활동의 특징을 보이며, 섭입된 해양판의 깊이에 따라 마그마 성분이 달라져 화산렬을 이루기도 한다. 주요 화산대로는 환태평양 화산대, 지중해 화산대, 동아프리카 화산대 등이 있으며, 지진대와 일치하는 경향을 보인다.
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- 화산대 - 지진대
지진대는 지진이 자주 발생하는 특정 지역으로, 특히 환태평양 지진대는 전 세계 지진의 대부분을 차지하며 대한민국도 그 영향권에 속한다. - 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. - 과학 및 자연에 관한 - 단층
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| 화산대 | |
|---|---|
| 정의 | |
| 정의 | 화산 활동이 활발한 지역이나 띠를 의미한다. 화산대에서는 화산, 지진, 온천 등의 지열 현상이 자주 발생한다. 대륙이나 해양판의 섭입대, 해령, 열점 등에서 주로 형성된다. |
| 원인 | |
| 원인 | 판구조론에 따르면, 화산대는 주로 판의 경계에서 발생한다. 맨틀 플룸과 같은 열점에서도 화산 활동이 나타나 화산대가 형성될 수 있다. |
| 주요 화산대 | |
| 환태평양 화산대 | "불의 고리"라고도 불린다. 태평양 주변의 뉴질랜드, 멜라네시아, 일본 열도, 알류샨 열도, 북아메리카 서부, 남아메리카 안데스 산맥 등을 포함한다. 전 세계 지진의 약 90%와 주요 화산의 약 75%가 이 지역에서 발생한다. |
| 알프스-히말라야 화산대 | 인도네시아에서 시작하여 히말라야 산맥, 지중해를 거쳐 대서양까지 이어진다. 수마트라 섬, 자바 섬 등의 화산이 활발하다. |
| 대서양 중앙 해령 | 대서양 중앙 해령을 따라 길게 이어진 화산대이다. 아이슬란드는 이 화산대 위에 위치하여 화산 활동이 활발하다. |
| 동아프리카 지구대 | 아프리카 동부를 따라 형성된 지구대에서 화산 활동이 활발하게 일어나는 지역이다. 킬리만자로 산과 같은 화산이 존재한다. |
| 화산 활동 | |
| 마그마의 온도 | 700 ~ 1400 °C |
| 깊이 | 지표면 아래 10 ~ 50 km |
| 길이 | 최대 900 km |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 화산호, 화산탄 |
2. 형성
화산대는 여러 가지 판구조적 환경에서 형성될 수 있다.[3] 섭입대에서 형성될 수 있는데, 이는 두 개의 지각판이 만나 서로 이동하며, 한 판이 다른 판 아래로 미끄러져 들어가 맨틀 속으로 내려가는 지역이다. 이러한 움직임은 일반적으로 연간 센티미터 단위로 측정된다. 일반적으로 대양판이 대륙판 아래로 미끄러져 들어가는데, 이는 종종 많은 화산과 지진이 있는 조산대를 만든다. 어떤 의미에서 섭입대는 발산형 경계의 반대이다. 발산형 경계는 맨틀에서 물질이 상승하고 판이 서로 멀어지는 지역이다. 섭입대 관련 화산대의 예로는 북동부 유라시아에 있는 오호츠크-추코트카 화산대가 있는데, 이는 세계에서 가장 큰 섭입대 관련 화산 지대 중 하나이며, 약 3,200km에 걸쳐 있으며 약 2,000,000km3의 화산 및 관입암체로 구성되어 있다.[3]
화산대는 핫스팟에서도 형성될 수 있는데, 이는 지표면에서 오랜 기간 동안 활동적인 화산 활동을 보인 지역이다. 이러한 화산대를 화산 열도라고 한다. 캐나다 지질학자 존 투조 윌슨은 1963년에 하와이 제도와 같은 화산 열도가 행성 표면 깊숙한 곳에 있는 "고정된" 핫스팟 위로 지각판이 천천히 이동하면서 형성된다는 아이디어를 제시했다. 이 핫스팟은 맨틀-핵 경계에서 상승하는 좁은 열 맨틀 대류로 인해 발생하는 것으로 여겨지며, 맨틀 플룸이라고 한다.[4] 그러나 최근 일부 지질학자들, 예를 들어 질리언 풀저는 상부 맨틀 대류를 원인으로 보고 있다.[5][6][7] 이것은 반대편 쌍 충돌 가설, 즉 서로 반대편에 있는 핫스팟 쌍이 큰 운석의 충돌로 인해 발생할 수 있다는 아이디어를 다시 제기했다.[8] 지질학자들은 전 세계적으로 약 40~50개의 핫스팟을 확인했으며, 현재 가장 활동적인 핫스팟 위에는 하와이, 레위니옹 , 옐로스톤, 갈라파고스 및 아이슬란드가 있다. 핫스팟 화산대의 예로는 캐나다 브리티시컬럼비아주의 아나힘 화산대가 있는데, 이는 북아메리카판이 아나힘 핫스팟 위로 서쪽으로 이동하면서 형성되었다.[9]
대부분의 핫스팟 화산은 해양 지각(예: 하와이, 타히티)을 통해 분출되기 때문에 현무암질이다. 그 결과, 물 함량이 높은 섭입대 화산보다 폭발성이 낮다. 대륙 지각 아래에서 핫스팟이 발생하는 경우, 현무암질 마그마는 밀도가 낮은 대륙 지각에 갇히게 되고, 이 지각은 가열되어 녹아서 유문암을 형성한다. 이 유문암은 매우 뜨거울 수 있으며, 물 함량이 낮음에도 불구하고 격렬한 분출을 일으킬 수 있다. 예를 들어, 옐로스톤 칼데라는 지질학적 역사상 가장 강력한 화산 폭발 중 일부에 의해 형성되었다.
화산 활동( 분기공, 온천 등을 포함)은 화산대에 나타난다。제4기 이후 지구상의 화산은 대상으로 분포하거나 특정 지역에 집중되어 있다[10]。해양판 섭입 시 해양 지각에서 물이 빠져나와 맨틀 쐐기의 감람암 융점을 낮추고 마그마를 형성하며, 이것이 지표로 분출하여 화산이 된다. 이러한 화산은 섭입 경계와 평행한 화산대를 형성한다。
화산대 내에도 화산이 없는 지역이 있어, 화산대를 더 세분화할 때 화산 전선으로부터의 거리에 따른 '''화산렬'''(volcanic chain)로 구분한다. 이는 섭입된 해양판의 도달 깊이에 따라 발생하는 마그마 성분이 다르기 때문이다. 해양 쪽 화산 전선 부근에는 규산이 많고 알칼리가 적은 현무암질 마그마에서 유래한 화산이, 그 뒤쪽 대륙 쪽에는 알칼리가 많고 규산이 적은 화산이 분포한다. 이 둘의 경계는 명확하지 않고 연속적으로 변화한다。
2. 1. 섭입대
섭입대는 두 개의 지각판이 만나 서로 이동하며, 한 판이 다른 판 아래로 미끄러져 들어가 맨틀 속으로 내려가는 지역이다. 이러한 움직임은 일반적으로 연간 센티미터 단위로 측정된다.[3] 일반적으로 대양판이 대륙판 아래로 미끄러져 들어가는데, 이는 종종 많은 화산과 지진이 있는 조산대를 만든다.[3] 어떤 의미에서 섭입대는 발산형 경계의 반대이다.[3] 발산형 경계는 맨틀에서 물질이 상승하고 판이 서로 멀어지는 지역이다.[3] 섭입대 관련 화산대의 예로는 북동부 유라시아에 있는 오호츠크-추코트카 화산대가 있는데, 이는 세계에서 가장 큰 섭입대 관련 화산 지대 중 하나이며, 약 3,200km에 걸쳐 있으며 약 2,000,000km3의 화산 및 관입암체로 구성되어 있다.[3]2. 2. 발산형 경계
화산대는 여러 판구조적 환경에서 형성될 수 있다.[3] 발산형 경계는 맨틀에서 물질이 상승하고 판이 서로 멀어지는 지역으로, 섭입대의 반대이다. 섭입대는 두 개의 지각판이 만나 서로 이동하며, 한 판이 다른 판 아래로 미끄러져 들어가 맨틀 속으로 내려가는 지역이다. 이러한 움직임은 일반적으로 연간 센티미터 단위로 측정된다. 일반적으로 대양판이 대륙판 아래로 미끄러져 들어가는데, 이는 종종 많은 화산과 지진이 있는 조산대를 만든다.[3]2. 3. 열점
화산대는 핫스팟에서도 형성될 수 있는데, 이는 지표면에서 오랜 기간 동안 활동적인 화산 활동을 보인 지역이다. 이러한 화산대를 화산 열도라고 한다. 캐나다 지질학자 존 투조 윌슨은 1963년에 하와이 제도와 같은 화산 열도가 행성 표면 깊숙한 곳에 있는 "고정된" 핫스팟 위로 지각판이 천천히 이동하면서 형성된다는 아이디어를 제시했다. 이 핫스팟은 맨틀-핵 경계에서 상승하는 좁은 열 맨틀 대류로 인해 발생하는 것으로 여겨지며, 맨틀 플룸이라고 한다.[4] 그러나 최근 일부 지질학자들, 예를 들어 질리언 풀저는 상부 맨틀 대류를 원인으로 보고 있다.[5][6][7] 이것은 반대편 쌍 충돌 가설, 즉 서로 반대편에 있는 핫스팟 쌍이 큰 운석의 충돌로 인해 발생할 수 있다는 아이디어를 다시 제기했다.[8] 지질학자들은 전 세계적으로 약 40~50개의 핫스팟을 확인했으며, 현재 가장 활동적인 핫스팟 위에는 하와이, 레위니옹 , 옐로스톤, 갈라파고스 및 아이슬란드가 있다. 핫스팟 화산대의 예로는 캐나다 브리티시컬럼비아주의 아나힘 화산대가 있는데, 이는 북아메리카판이 아나힘 핫스팟 위로 서쪽으로 이동하면서 형성되었다.[9]대부분의 핫스팟 화산은 해양 지각(예: 하와이, 타히티)을 통해 분출되기 때문에 현무암질이다. 그 결과, 물 함량이 높은 섭입대 화산보다 폭발성이 낮다. 대륙 지각 아래에서 핫스팟이 발생하는 경우, 현무암질 마그마는 밀도가 낮은 대륙 지각에 갇히게 되고, 이 지각은 가열되어 녹아서 유문암을 형성한다. 이 유문암은 매우 뜨거울 수 있으며, 물 함량이 낮음에도 불구하고 격렬한 분출을 일으킬 수 있다. 예를 들어, 옐로스톤 칼데라는 지질학적 역사상 가장 강력한 화산 폭발 중 일부에 의해 형성되었다.
2. 3. 1. 맨틀 플룸
존 투조 윌슨은 1963년에 하와이 제도와 같은 화산 열도가 행성 표면 깊숙한 곳에 있는 "고정된" 핫스팟 위로 지각판이 천천히 이동하면서 형성된다는 아이디어를 제시했다. 이 핫스팟은 맨틀-핵 경계에서 상승하는 좁은 열 맨틀 대류로 인해 발생하는 것으로 여겨지며, 맨틀 플룸이라고 한다.[4] 그러나 최근 일부 지질학자들, 예를 들어 질리언 풀저는 상부 맨틀 대류를 원인으로 보고 있다.[5][6][7] 이것은 반대편 쌍 충돌 가설, 즉 서로 반대편에 있는 핫스팟 쌍이 큰 운석의 충돌로 인해 발생할 수 있다는 아이디어를 다시 제기했다.[8]2. 3. 2. 상부 맨틀 대류
질리언 풀저와 같은 일부 지질학자들은 맨틀 플룸이 아닌 상부 맨틀 대류를 핫스팟의 원인으로 보고 있다.[5][6][7] 이는 반대편 쌍 충돌 가설, 즉 서로 반대편에 있는 핫스팟 쌍이 큰 운석의 충돌로 인해 발생할 수 있다는 아이디어를 다시 제기했다.[8]2. 3. 3. 충돌 가설
질리언 풀저와 같은 일부 지질학자들은 상부 맨틀 대류를 핫스팟의 원인으로 보고있다.[5][6][7] 이는 반대편 쌍 충돌 가설, 즉 서로 반대편에 있는 핫스팟 쌍이 큰 운석의 충돌로 인해 발생할 수 있다는 아이디어를 다시 제기했다.[8]2. 4. 마그마의 종류
화산 활동( 분기공, 온천 등을 포함)은 화산대에 나타난다。제4기 이후 지구상의 화산은 대상으로 분포하거나 특정 지역에 집중되어 있다[10]。해양판 섭입 시 해양 지각에서 물이 빠져나와 맨틀 쐐기의 감람암 융점을 낮추고 마그마를 형성하며, 이것이 지표로 분출하여 화산이 된다. 이러한 화산은 섭입 경계와 평행한 화산대를 형성한다。화산대 내에도 화산이 없는 지역이 있어, 화산대를 더 세분화할 때 화산 전선으로부터의 거리에 따른 '''화산렬'''(volcanic chain)로 구분한다. 이는 섭입된 해양판의 도달 깊이에 따라 발생하는 마그마 성분이 다르기 때문이다. 해양 쪽 화산 전선 부근에는 규산이 많고 알칼리가 적은 현무암질 마그마에서 유래한 화산이, 그 뒤쪽 대륙 쪽에는 알칼리가 많고 규산이 적은 화산이 분포한다. 이 둘의 경계는 명확하지 않고 연속적으로 변화한다。
3. 주요 화산대
화산대의 폭은 보통 100-200km인데, 세계에서 가장 긴 화산대는 태평양을 에워싸고 있는 환태평양 화산대이다. 전 세계 활화산의 60%는 이 화산대에 속해 있다. 특징은 컬크알칼리 암계라고 불리는, 주로 안산암질 마그마의 분출이 많으며, 여러 가지 형태의 화산이 있고, 분화 형태도 매우 다양하여 지구 표면에서 화산 활동이 가장 활발한 부분이다. 이 밖에도 지중해에서 아시아에 걸쳐 뻗어 있는 지중해 화산대, 아프리카 대륙 동부의 대지구대를 따라 분포하는 동아프리카 화산대 등이 있다. 모든 화산대는 지진대나 지각 변동이 격렬한 지역과 일치한다. 한편 해저에는 다른 종류의 화산대, 즉 태평양 남동부와 대서양 중앙부를 남북으로 달리는 지대, 인도양 등의 중앙 해령이라 불리는 총연장 8만 킬로미터에 이르는 균열 지대가 있으며, 이곳은 현무암질 마그마의 활동이 왕성하다. 하와이 제도나 갈라파고스 제도는 거대한 화산열도이다. 안데스 산맥 화산대, 가리발디 화산대, 타우포 화산대, 횡단 멕시코 화산대도 주요 화산대이다. 화산대에는 화산이 분포할 뿐만 아니라, 분기공, 온천 등 화산 활동도 볼 수 있다.
지구 전체에서는 환태평양 화산대, 지중해 화산대, 인도네시아 화산대, 대서양 화산군, 하와이 제도의 화산군, 동아프리카 화산대가 주요한 것이다. 어느 것도 지각 변동이 가장 활발한 지대로, 지진대와 거의 일치한다.
일본에서는 국내의 화산을 지리적 분포에 따라 일곱 개의 화산대(千島・那須・鳥海・富士・乗鞍・大山(白山)・霧島(琉球))로 구분했었지만, 현재는 적절하지 않다고 하여 사용되지 않는다. 최근에는 플레이트 테크토닉스에 기초한 일본 열도의 대지형 설명과 관련하여, 동일본 화산대와 서일본 화산대로 이분한다.
3. 1. 환태평양 화산대
환태평양 화산대는 태평양을 에워싸고 있는 세계에서 가장 긴 화산대이다. 전 세계 활화산의 60%가 이 화산대에 속해 있다. 특징은 컬크알칼리 암계라고 불리는, 주로 안산암질 마그마의 분출이 많으며, 여러 가지 형태의 화산이 있고, 분화 형태도 매우 다양하여 지구 표면에서 화산 활동이 가장 활발한 부분이다. 환태평양 화산대 외에도 지중해에서 아시아에 걸쳐 뻗어 있는 지중해 화산대, 아프리카 대륙 동부의 대지구대를 따라 분포하는 동아프리카 화산대 등이 있다. 모든 화산대는 지진대나 지각 변동이 격렬한 지역과 일치한다.3. 2. 지중해 화산대
지중해 화산대는 지중해에서 아시아에 걸쳐 뻗어 있다. 이 화산대는 지진대나 지각 변동이 격렬한 지역과 일치한다.3. 3. 동아프리카 화산대
화산대의 폭은 보통 100-200km인데, 세계에서 가장 긴 화산대는 태평양을 에워싸고 있는 환태평양 화산대이다. 전 세계 활화산의 60%는 이 화산대에 속해 있다. 특징은 컬크알칼리 암계라고 불리는, 주로 안산암질 마그마의 분출이 많으며, 여러 가지 형태의 화산이 있고, 분화 형태도 매우 다양하여 지구 표면에서 화산 활동이 가장 활발한 부분이다. 이 밖에도 지중해에서 아시아에 걸쳐 뻗어 있는 지중해 화산대, 아프리카 대륙 동부의 대지구대를 따라 분포하는 동아프리카 화산대 등이 있다. 모든 화산대는 지진대나 지각 변동이 격렬한 지역과 일치한다.3. 4. 기타 화산대
세계에서 가장 긴 화산대는 태평양을 에워싸고 있는 환태평양 화산대이며, 전 세계 활화산의 60%가 이 화산대에 속해 있다. 특징은 컬크알칼리 암계라고 불리는, 주로 안산암질 마그마의 분출이 많으며, 여러 가지 형태의 화산이 있고, 분화 형태도 매우 다양하여 지구 표면에서 화산 활동이 가장 활발한 부분이다. 이 밖에도 지중해에서 아시아에 걸쳐 뻗어 있는 지중해 화산대, 아프리카 대륙 동부의 대지구대를 따라 분포하는 동아프리카 화산대 등이 있다. 모든 화산대는 지진대나 지각 변동이 격렬한 지역과 일치한다. 한편 해저에는 다른 종류의 화산대, 즉 태평양 남동부와 대서양 중앙부를 남북으로 달리는 지대, 인도양 등의 중앙 해령이라 불리는 총연장 8만 킬로미터에 이르는 균열 지대가 있으며, 이곳은 현무암질 마그마의 활동이 왕성하다. 하와이 제도나 갈라파고스 제도는 거대한 화산열도이다. 기타 화산대로는 안데스 산맥 화산대, 가리발디 화산대, 타우포 화산대, 횡단 멕시코 화산대 등이 있다.4. 한반도의 화산대
4. 1. 백두산
4. 2. 한라산
4. 3. 울릉도와 독도
5. 화산 활동의 특징
화산대에는 화산이 분포할 뿐만 아니라, 분기공, 온천 등을 포함하는 화산 활동도 볼 수 있다.
제4기 이후 지구상의 화산을 보면, 대상으로 분포하거나, 한정된 지역에 집중하여 분포하고 있다.[10] 해양판의 섭입으로 해양 지각에서 탈수된 물이 맨틀 쐐기의 감람암의 융점을 낮추고, 마그마를 형성하며, 그것이 지표에서 분출함으로써 화산이 형성된다. 이렇게 형성되는 화산은 섭입 경계에 평행하게 대상으로 분포하는 화산대가 된다.
화산대 안에도 화산이 분포하지 않는 지역이 있으며, 화산 전선으로부터의 거리에 따른 가늘고 긴 '''화산렬'''(volcanic chain)로 구분하기도 한다. 섭입된 해양판의 도달 깊이에 따라 발생하는 마그마의 성분이 다르기 때문이다. 해양 쪽 화산 전선 근처에는 규산이 많고 알칼리가 적은 현무암질 마그마에 유래하는 화산이 늘어서고, 그 배후의 대륙 쪽에서는 알칼리가 많고 규산이 적은 화산이 분포한다. 양자의 경계는 명확하지 않고, 연속적으로 변화한다.
지구 전체에서는 환태평양 화산대, 지중해 화산대, 인도네시아 화산대, 대서양 화산군, 하와이 제도의 화산군, 동아프리카 화산대가 주요 화산대이다. 이들은 지각 변동이 가장 활발한 지대로, 지진대와 거의 일치한다.
일본에서는 과거에 국내 화산을 지리적 분포에 따라 7개의 화산대로 구분했었지만, 현재는 적절하지 않다고 하여 사용되지 않는다. 최근에는 플레이트 테크토닉스에 기초하여 동일본 화산대와 서일본 화산대로 구분한다.
5. 1. 화산 전선
5. 2. 마그마 성분 변화
참조
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Volcanism in Iceland in historical time: volcano types, eruption styles and eruptive history
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