대륙 이동설

2. 대륙 이동설의 역사

알프레트 베게너는 1912년 1월 6일, 프랑크푸르트암마인에서 열린 지질학회에서 "대륙 이동설"을 처음 발표했다. 베게너는 고대 시대에 대서양 양안의 대륙이 따로 표류했다는 "대륙 이동설"을 주장했으며, 이는 측지학, 지질학, 고생물학, 고기후학, 지구물리학 등 당시 최신 자료들을 바탕으로 구성되어 이전 이론들과는 학문적 정확성에서 확연히 달랐다. 또한 “대륙 이동(독일어: Kontinentalverschiebung, 영어: continental drift)”이라는 용어를 명확하게 사용한 것도 베게너가 처음이었다.^[3]

1915년에 출판된 저서 《대륙과 해양의 기원》에서 베게너는 석탄기 후기에 존재했던 거대한 육괴(초대륙)가 분열하여 현재의 위치와 형태에 이르렀다고 발표했다. 베게너는 이 분열 이전의 초대륙을 “판게아”라고 명명했다.

하지만 베게너 이전에도 대륙 이동에 대한 아이디어는 존재했다. 플랑드르의 지도 제작자 아브라함 오르텔리우스는 1596년에 대서양 양안 대륙의 형태(특히 아프리카와 남아메리카)가 일치하는 것을 언급했다. 프랜시스 베이컨도 1620년에 서아프리카와 남아메리카 형태의 일치에 대해 언급했으며, 테오도어 크리스토프 릴리엔탈은 1756년에 대서양에 있었다고 여겨지는 대륙 아틀란티스의 침강과 해수면 변동과 관련지어 고찰했다. 알렉산더 폰 훔볼트는 1801년과 1845년에 남위 10도 이북 해안선의 평행성을 언급하며 대서양이 거대한 강바닥으로 탄생했다고 주장했다. 안토니오 스나이더-펠레그리니는 1858년에 남북 아메리카를 유럽과 아프리카에 연결한 그림을 제시했다.

에두아르트 쥐스는 1901년에 페름기에 번성했던 겉씨식물 글로소프테리스 화석 분포로부터 남아메리카, 아프리카, 인도가 하나의 대륙이었다고 생각하고 곤드와나 대륙이라고 명명했다. 또한 알프스 산맥에서 해저 퇴적물이나 해양 생물 화석이 발견되는 것으로부터 과거 그곳이 해저였을 것이라고 생각하고 테티스 해라고 명명했다. 그러나 그는 대륙 자체가 움직였다고는 생각하지 않고 당시의 지구 수축설을 사용하여 설명했다.

윌리엄 헨리 피커링은 1907년에 과거 초대륙으로 하나였던 남북 아메리카와 유럽, 아프리카가 달이 태평양으로부터 분리되었기 때문에 분열을 시작했다는 생각을 언급했다. 1909년에는 로베르토 만토바니가 지구 팽창설을 제창하여 팽창에 의해 대륙 간의 상대 거리가 증가했다고 주장했다. 1910년에 프랭크 버즐리 테일러는 대서양 중앙 해령 때문에 대서양이 넓어져 대륙이 이동했다는, 후의 해양저 확장설과 비슷한 설을 언급했다.

하지만 대륙 이동설은 1910년대부터 1950년대까지 주류 과학계에서 대체로 받아들여지지 않았다. 대륙 이동을 일으키는 원동력이 부족하고, 베게너가 추정한 이동 속도가 너무 높았으며, 베게너가 지질학자가 아니라는 점 등이 그 이유였다.

이러한 어려움에도 불구하고 아서 홈즈와 같은 소수의 과학자들은 대륙 이동설을 지지했다. 홈즈는 1931년에 지구의 맨틀에 방사성 붕괴로 발생하는 열을 발산하고 지표면의 지각을 이동시키는 대류 세포가 있다고 제안했다.

1947년 모리스 유잉이 이끄는 과학자 팀은 중앙 대서양에서 해저 융기(중앙 해령)의 존재를 확인했고, 해저 바닥이 대륙 지각과 다르다는 것을 발견했다. 이후 해양 분지를 수심 측량하면서 중앙 해령 시스템이 발견되었고, 이곳에서 새로운 해양 지각이 생성된다는 "대규모 전 세계 열곡" 개념이 등장했다.

1959년부터 1963년 사이에 발표된 논문들에서 브루스 히젠, 로버트 디츠, 해리 해먼드 헤스 등은 해저의 자화가 광범위한 줄무늬를 형성하며, 줄무늬마다 극성이 다르다는 바인-매튜스-모를리 가설을 제시했다. 이는 마그마가 해령을 통해 분출하여 새로운 해양 지각을 생성하고, 이 지각은 지구 자기장에 의해 자화되며, 지자기 역전에 따라 자화 방향이 바뀐 지각이 컨베이어 벨트처럼 분리된다는 것이다.

결국 1967년에 판 구조론은 현대 지구 물리학의 주요 이론이 되었고, 마리 타프는 지도 제작 기술과 지진 자료를 통해 대륙 이동설을 뒷받침하는 증거를 제시했다.

GPS 측정 결과, 대륙 이동이 현재도 진행 중임을 보여주는 최신 관측 자료가 있다.^[5]

2. 1. 대륙 이동설 이전의 선구자들

2. 2. 베게너의 대륙 이동설

2. 3. 대륙 이동설에 대한 반대와 논쟁

• 원동력 부재: 대륙 이동을 일으키는 타당한 원동력이 부족했다.
• 비현실적인 이동 속도: 베게너가 추정한 대륙 이동 속도는 250cm/y로, 너무 높았다. (현재 아메리카 대륙과 유럽, 아프리카의 분리 속도는 약 2.5cm/y이다.)
• 베게너의 배경: 베게너는 지질학자가 아니었기 때문에 그의 이론은 진지하게 받아들여지지 않았다.
• 판을 움직이는 힘에 대한 이해 부족: 오늘날에도 판을 움직이는 힘의 세부 사항은 완전히 이해되지 않고 있다.

2. 4. 대륙 이동설의 수용 과정

2. 5. 현대의 증거와 판 구조론

4. 대륙 이동설과 육교설, 극 이동

당시 넓은 바다로 갈라진 서로 다른 대륙에 같은 종류 또는 매우 가까운 종의 동식물이 격리 분포하는 현상은 널리 알려져 있었다. 이를 설명하기 위해 육교설이 제안되었다. 육교설은 베링 해협처럼 현재는 바다이지만 과거에는 육지로서 동식물이 자유롭게 이동할 수 있었던 침강 육교가 있었다고 주장한다. 예를 들어 남아메리카와 아프리카를 대서양 남부에서 잇는 "남대서양 육교", 남아프리카·마다가스카르와 인도를 잇는 "렘리아 육교"와 같이, 해협과 같은 대륙붕이 아니라 현재는 깊은 해양저인 곳에도 침강 육교가 존재했다는 것이다.

육교설은 지구가 현재도 냉각되고 있기 때문에 지각이 수축한다는 지구 수축설을 전제로 하였다. 지구 수축설에 따르면 수축 활동에 의해 높아진 곳은 산이 되고, 반대로 침강한 곳은 바다가 된다. 베게너 시대에는 지구 수축설이 유력한 학설이었으며, 육교설은 대륙이 가라앉는 이유를 지구 수축설로 설명했다.

그러나 베게너는 지구 수축설에 대해 다음과 같은 문제점을 지적하며 부정했다. 첫째, 산맥을 형성하는 데 필요한 수축량은 계산 결과 불가능한 값을 나타낸다. 둘째, 지각의 아이소스타시로 인해 대륙이 침강하여 해양이 되는 것은 거의 불가능하다. 셋째, 지구 내부의 방사성 원소의 붕괴열(1898년에 라듐이 발견되었다)이 존재한다. 베게너는 대륙 이동을 고려하면 격리 분포를 설명하기 위해 지구물리학적으로 부자연스러운 침강 육교를 가정할 필요가 없다고 주장했다.

베게너는 대륙뿐만 아니라 지구의 극 위치도 이동한다고 주장했다. 그는 스승인 케펜(Wladimir Peter Köppen)과 함께 화석 조사를 통해 백악기 이후 남극점의 이동을 밝혀냈다. 그는 남아메리카와 아프리카를 기준으로 한 극 이동을 그림으로 나타내고, 그 차이를 대륙 이동에 의한 것으로 간주했다.

이후 1950년대에 고지자기 측정을 통해 인도의 북상을 지적한 패트릭 블랙켓(Patrick Blackett)의 연구실에서 런콘(Keith Runcorn), 어빙(Edward A. Irving) 등이 암석의 잔류자기를 조사했다. 그 결과 북아메리카 대륙과 유럽 대륙의 자북극 이동 궤적이 체계적으로 어긋나 있다는 사실이 확인되었고, 이는 대륙 이동의 독립적인 증거로 간주되었다.