데칸 트랩

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1. 개요

데칸 트랩은 약 6,625만 년 전 백악기 말에 시작되어 최대 3만 년간 지속된 대규모 화산 폭발로 형성된 용암 지형이다. 스웨덴어로 계단을 의미하는 'trappa'에서 유래된 이름처럼, 계단 모양의 지형적 특징을 가지며, 현재 인도 크기의 절반에 달하는 면적을 덮었다.

데칸 트랩은 상부, 중부, 하부 트랩의 세 층서 단위로 구분되며, 주로 현무암으로 구성되어 있다. 데칸 트랩 형성은 맨틀 플룸, 지각 얇아짐, 판 이동 등 다양한 요인과 관련이 있으며, 백악기-팔레오기 대량절멸(K-Pg 멸종)과의 연관성에 대한 연구가 진행되고 있다.

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데칸 트랩 - [지명]에 관한 문서
지리적 위치

기본 정보
위치	인도
고도	약 2,000 m (6,600 ft)
면적	현재: 약 500,000 km² 원래: 약 1,500,000 km²
부피	약 1,000,000 km³
지질학적 정보
유형	거대한 화성 암석 지대
암석 종류	현무암
형성 시기	백악기-팔레오기 절멸 사건 무렵
기원	맨틀 플룸
관련 정보
영향	백악기-팔레오기 절멸 사건에 대한 잠재적 기여

2. 어원

'트랩'(Trap)이라는 용어는 1785년에서 1795년 이후 지질학계에서 특정 암석 형성을 가리키는 말로 사용되기 시작했다.^[44]^[12] 이 용어는 스웨덴어로 계단을 의미하는 trappa|트라파^sv에서 유래했는데,^[44]^[12] 이는 데칸 지역의 독특한 계단 모양의 언덕과 산의 지형적 특징을 묘사하기 위해 사용되었다.^[44]^[12]

'데칸'(Deccan)이라는 이름은 산스크리트어에서 유래했으며 "남부"를 의미한다.^[6]

3. 역사

데칸 트랩은 중생대 백악기 말부터 신생대 제3기 초에 걸쳐 인도 아대륙에서 발생한 대규모 화산 활동으로 형성된 광대한 화산암 지대이다.^[43]^[5] 이 화산 활동은 약 6,600만 년 전 백악기가 끝날 무렵 정점에 달했으며,^[13] 수만 년에 걸쳐 지속되었을 것으로 추정된다.^[45]^[14]

분출된 막대한 양의 용암은 당시 인도 아대륙의 광범위한 지역을 뒤덮었으나,^[43] 이후 오랜 시간에 걸친 침식과 판 구조론에 따른 대륙 이동으로 현재의 규모로 축소되었다.^[43]

이 거대한 화산 활동은 당시 지구 환경에 큰 영향을 미쳤을 것으로 여겨진다. 분출 과정에서 방출된 대량의 화산 가스와 분진은 기후 변화를 유발했을 가능성이 있으며, 공룡을 포함한 생물들의 대량 절멸 사건인 K-T 경계의 원인 중 하나로 지목되기도 한다. 또한, 장기간에 걸쳐 여러 차례의 지구 온난화를 초래했다는 연구도 있다.

3. 1. 형성 시기

데칸 트랩은 6,625만년 전(백악기 말)에 형성되기 시작했다.^[43]^[5] 가장 오래된 물질 중 일부는 더 젊은 물질 아래에 있을 가능성이 있다.^[2]^[6] 화산 폭발의 대부분은 6,600만년에서 6,500만년 사이에 서고츠산맥에서 발생했으며,^[13] 이 시기 용암이 지각의 갈라진 틈(열구)을 통해 분출하기 시작했다.^[13] 이 연속적인 화산 분출은 최대 3만년 동안 계속되었을 수 있다.^[45]^[14]

데칸 암석의 정확한 연대를 결정하는 것은 여러 제약으로 인해 어려운데, 분출 사건 사이의 간격이 수천 년에 불과할 수 있어 연대 측정 방법의 정밀도로는 이를 명확히 구분하기 어렵기 때문이다.^[2] 이 때문에 마그마가 쌓이는 속도를 정확히 파악하는 것도 어렵다.^[2]

분화 당시 용암류가 덮었던 원래 지역은 1500000km²에 달하는 것으로 추정되며, 이는 현대 인도 크기의 약 절반에 해당한다.^[43] 이후 데칸 트랩 지역은 침식과 판 구조론에 의해 점차 작아져 현재 직접 관찰 가능한 용암류의 면적은 약 500000km²이다.^[43]

데칸 트랩은 상부, 중부, 하부 트랩의 세 가지 층서 단위로 구분된다. 과거에는 이 단위들이 각각 분출 순서상의 주요 단계를 나타낸다고 보았으나, 현재는 당시의 지형과 분출 지점으로부터의 거리에 더 관련이 깊다는 해석이 널리 받아들여지고 있다.^[6]

3. 2. 분출 규모

데칸 트랩은 6,625만 년 전(백악기 말)에 형성되기 시작했다.^[43]^[5] 화산 폭발의 대부분은 6,600만 년에서 6,500만 년 사이에 서부 가트 산맥에서 발생했으며, 이 시기에 용암이 지각의 열구(裂溝)를 통해 분출하기 시작했다.^[13] 이 연속적인 화산 분출은 3만 년 미만 동안 지속되었을 수 있다.^[14]^[45]

분화 당시 용암류가 덮었던 원래 지역은 1500000km²에 달하는 것으로 추정되며, 이는 현대 인도 크기의 약 절반에 해당하는 면적이다.^[43] 데칸 트랩 지역은 이후 침식과 판 구조론에 의해 점차 작아졌으며, 현재 직접 관찰 가능한 용암류의 면적은 약 500000km²이다.^[43]

3. 3. 층서학적 구분

데칸 트랩은 상부, 중부, 하부 트랩의 세 가지 층서학적 단위로 구분된다. 이전에는 이 그룹들이 데칸 분출 사건 시퀀스에서 자체적인 주요 지점을 나타내는 것으로 해석되었지만, 현재는 이러한 지평선이 고생물 지형과 분출 지점으로부터의 거리에 더 밀접하게 관련되어 있다는 것이 더 널리 받아들여지고 있다.^[6]

4. 대량절멸 및 기후에 미친 영향

데칸 트랩이 형성되는 과정에서 방출된 막대한 양의 화산 가스, 특히 이산화탄소와 이산화황은 당시 지구 기후 변화에 상당한 영향을 미쳤다. 연구에 따르면, 데칸 트랩의 주요 분출 기간 동안 지구 평균 기온은 약 2°C 정도 하락했을 것으로 추정된다.^[46]^[15]

이러한 급격한 기후 변화와 분화의 엄청난 규모 때문에, 한때 데칸 트랩의 화산 활동이 백악기-팔레오기 대량절멸(K-Pg 멸종)의 주요 원인으로 지목되기도 했다.^[47] 일부 과학자들은 데칸 트랩에서 분출된 유황 가스와 유독성 물질이 갑작스러운 냉각기를 유발하여 공룡을 포함한 당시 생물들의 대량 멸종을 초래했다고 주장했다.^[16]^[17]

그러나 이후 지속적인 연구를 통해, 현재 과학계에서는 K-Pg 대멸종의 결정적인 원인을 멕시코 유카탄 반도에 떨어진 칙술루브 운석 충돌로 보는 견해가 지배적이다.^[48] 이 거대한 운석 충돌은 엄청난 양의 먼지와 에어로졸을 대기 중으로 방출시켜 햇빛을 차단했고, 이로 인해 지구 온도가 급격히 떨어지는 충돌 겨울이 발생하여 식물들이 죽고 생태계 전체가 붕괴되었다는 것이다.^[18]

물론 데칸 트랩의 영향력을 완전히 배제하는 것은 아니다. 일부 연구에서는 칙술루브 충돌과 데칸 트랩 화산 활동이 복합적으로 작용하여 대멸종을 일으켰을 가능성을 제기한다.^[19]^[20] 흥미롭게도 칙술루브 충돌 지점과 데칸 트랩은 지구상에서 거의 정반대 지점에 위치하는데, 이 때문에 운석 충돌의 충격파가 지구 반대편의 데칸 트랩 화산 활동을 더욱 격렬하게 만들거나 유발했을 수 있다는 가설도 나왔다.^[21]^[22] 반대로, 데칸 트랩 분출이 오히려 운석 충돌로 인한 기후 변화를 일부 상쇄했을 수도 있다는 연구 결과도 존재한다.^[10]

데칸 트랩이 K-Pg 대멸종의 주된 원인이라는 주장에 대한 주요 비판은 멸종의 속도와 범위에 관한 것이다. K-Pg 멸종은 지질학적으로 매우 짧은 시간 안에 전 세계적으로 동시에 일어난 사건으로 보이는데, 이는 단일 충돌 사건의 결과와 잘 부합한다. 반면, 데칸 트랩과 같은 대규모 화산 활동은 수십만 년에 걸쳐 점진적으로 영향을 미쳤을 가능성이 높아, 이처럼 급격하고 동시적인 멸종을 설명하기에는 부족하다는 지적이 있다.^[10] 최근 미국 노스다코타주에서 발견된 타니스 화석 유적은 칙술루브 충돌 직후의 급격한 파괴 상황을 생생하게 보여주는 증거로 제시되어, 운석 충돌이 대멸종의 결정적 원인이었음을 뒷받침하고 있다.^[23]^[24]

4. 1. 기후 변화

데칸 트랩 형성 과정에서 방출된 화산 가스, 특히 이산화탄소와 이산화황은 기후 변화에 영향을 미쳤다. 분출 기간 동안 지구 평균 온도는 약 2°C 하락한 것으로 추정된다.^[46]^[15]

이러한 분화의 시기와 규모 때문에, 데칸 트랩의 화산 활동이 백악기-팔레오기 대량절멸(K-Pg 멸종)의 원인이라는 주장이 제기되기도 했다.^[47] 일부 과학자들, 특히 게르타 켈러는 데칸 트랩 형성 중 방출된 가스가 K-Pg 멸종 사건에서 주요 역할을 했다고 주장했다.^[16] 트랩 형성으로 방출된 유황 화산 가스와 유독 가스 배출로 인한 갑작스러운 냉각이 K-Pg 멸종에 상당한 영향을 미쳤을 수 있다는 이론이다.^[17]

그러나 현재 과학계의 합의는 백악기 말의 기후 변화와 대량절멸이 주로 북아메리카의 칙술루브 운석 충돌 때문에 발생했다는 것이다.^[48] 칙술루브 충돌은 햇빛을 차단하는 먼지 구름을 생성하여 대부분의 식물 생명을 죽이고 지구 온도를 급격히 낮추는 충돌 겨울을 유발했을 것으로 여겨진다.^[18]

멸종의 원인에 대해 다른 시각도 존재한다. 2014년과 2015년의 연구들은 멸종이 화산 활동과 충돌 사건 모두의 영향을 받았을 수 있다고 제안했다.^[19]^[20]^[21]^[22] 이 연구들은 두 사건이 지구상에서 대략 정반대 지점에서 일어났다는 점에 주목하며, 칙술루브 충돌이 데칸 화산 활동을 악화시키거나 유발했을 가능성을 제기했다.^[21]^[22] 반면, 2020년의 한 연구는 데칸 트랩이 멸종의 주요 원인이라는 주장에 의문을 제기하며, 오히려 데칸 트랩의 분출이 충돌로 인한 기후 변화를 부분적으로 상쇄했을 수도 있다고 주장했다.^[10]

데칸 트랩이 멸종의 주된 원인이라는 주장에 대한 주요 비판 중 하나는, 멸종 사건이 지질학적으로 전 세계에서 즉각적이고 동시에 발생했다는 점이다. 이는 충돌 사건의 특징과 부합하는 반면, 데칸 트랩과 같은 대규모 화성 활동 지대(LIP)의 영향은 단계적으로 나타났을 것이기 때문이다.^[10]

최근 발견된 타니스 화석 유적은 칙술루브 충돌의 파괴적인 영향을 보여주는 증거로 제시된다. 2019년 미국 국립 과학원 회보에 발표된 연구에 따르면, 이 유적은 칙술루브 충돌 당시의 즉각적인 대량 파괴 현장을 보여주는 것으로 해석된다. 물고기 화석 아가미에서 발견된 테크타이트, 이리듐이 풍부한 최상층 등은 이 유적이 칙술루브 충돌과 직접적으로 연관되어 있음을 시사한다.^[23]^[24]

한편, 데칸 트랩 분화 시 방출된 대량의 화산 가스와 분진이 당시 지구 환경에 큰 영향을 미쳤을 것으로 추정되며, 50만 년 동안 8차례의 지구 온난화를 초래했다는 연구도 있다.

4. 2. K-Pg 대멸종과의 연관성

데칸 트랩 형성 과정에서 방출된 이산화탄소와 이산화황 같은 화산 가스는 기후 변화에 영향을 미쳤다. 특히 분출 기간 동안 지구 평균 온도는 약 2°C 감소한 것으로 추정된다.^[46]^[15] 이러한 분화 시기와 규모 때문에, 데칸 트랩의 화산 활동이 백악기-팔레오기 대량절멸(K-Pg 멸종)의 원인이라는 주장이 제기되기도 했다.^[47] 일부 과학자들, 특히 게르타 켈러는 데칸 트랩 형성 중 방출된 유황 화산 가스와 유독 가스가 K-Pg 대멸종에 주요한 역할을 했다고 주장하며, 이로 인한 갑작스러운 냉각이 대멸종에 상당한 영향을 미쳤을 수 있다는 이론을 제시했다.^[16]^[17]

그러나 현재 과학계의 일반적인 합의는 K-Pg 대멸종이 주로 북아메리카 유카탄 반도의 칙술루브 운석 충돌 사건에 의해 촉발되었다는 것이다.^[48] 이 충돌은 햇빛을 차단하는 거대한 먼지 구름을 생성하여 지구 온도를 급격히 낮추는 충돌 겨울을 일으켰고, 이는 식물 대부분을 죽게 만들어 연쇄적인 멸종을 초래한 것으로 여겨진다.^[18]

일부 연구에서는 두 사건이 복합적으로 작용했을 가능성을 제기하기도 한다. 2014년과 2015년의 연구들은 멸종이 화산 활동과 충돌 사건 모두에 의해 발생했을 수 있다고 제안했으며,^[19]^[20] 특히 칙술루브 충돌 지점과 데칸 트랩이 지구상에서 거의 정반대 지점에 위치한다는 점에 착안하여, 충돌이 데칸 트랩의 화산 활동을 더욱 악화시키거나 유발했을 수 있다는 가설을 제시했다.^[21]^[22] 반면, 2020년의 한 연구는 데칸 트랩 분출이 오히려 충돌로 인한 기후 변화를 부분적으로 상쇄했을 수도 있다고 주장하며, 데칸 트랩이 멸종의 직접적인 기여 요인이라는 생각에 의문을 제기했다.^[10]

데칸 트랩이 멸종의 주요 원인이라는 주장에 대한 주요 비판 중 하나는, K-Pg 멸종 사건이 해양 및 육상 환경 모두에서 지질학적으로 매우 짧은 시간 안에 전 세계적으로 동시에 발생했다는 점이다. 이는 운석 충돌 시나리오와 잘 부합하는 반면, 대규모 화성암 형성 지역(LIP)에서 예상되는 점진적이고 단계적인 멸종 패턴과는 차이가 있다.^[10]

최근 발견된 증거들은 칙술루브 충돌의 파괴적인 영향을 더욱 명확히 보여준다. 2019년 미국 국립 과학원 회보에 발표된 연구는 미국 노스다코타주에서 발견된 타니스 화석 유적을 분석했다. 이 유적은 칙술루브 충돌 직후 고대 호수와 그 생태계가 겪었던 갑작스럽고 치명적인 파괴의 순간을 생생하게 보존하고 있는 것으로 평가된다.^[23] 연구진은 화석화된 나무, 물고기, 그리고 다른 동물들의 유해가 뒤섞인 지층을 보고했으며, 물고기 화석의 아가미와 호박 속에서 발견된 테크타이트(충돌 시 생성되는 유리질 물질)는 칙술루브 충돌과의 직접적인 연관성을 시사한다. 또한, 충돌의 특징으로 여겨지는 이리듐이 풍부한 최상층과 생존자가 거의 없었음을 암시하는 포식 증거의 부재 역시 충돌로 인한 급격한 대멸종을 뒷받침한다.^[23]^[24] 이 유적의 파괴가 충돌로 인한 쓰나미 때문인지, 아니면 충돌 후 지진으로 유발된 호수와 강의 세이시(정진동) 활동 때문인지에 대해서는 논쟁이 있지만, 칙술루브 충돌이 K-Pg 대멸종의 결정적인 원인이었음을 보여주는 강력한 증거로 여겨진다.^[23]^[24]

4. 3. 추가 연구

2014년의 한 연구는 백악기-팔레오기 대량절멸이 데칸 트랩의 화산 활동과 칙술루브 운석 충돌 사건 모두에 의해 발생했을 수 있다고 제안했다.^[19]^[20] 이어서 2015년에 발표된 비슷한 연구에서는, 두 사건이 지구 상에서 대략 정반대 지점에 위치한다는 점에 착안하여, 운석 충돌이 데칸 화산 활동을 악화시키거나 심지어 유발했을 수 있다는 가설을 고려했다.^[21]^[22]

그러나 2020년의 연구는 데칸 트랩이 멸종의 직접적인 기여 요인이라는 기존의 생각에 의문을 제기했다. 이 연구는 오히려 데칸 트랩의 분출이 운석 충돌로 인해 유발된 급격한 기후 변화를 부분적으로 상쇄하거나 완화했을 가능성을 제안했다.^[10] 데칸 트랩이 멸종의 주요 원인이라는 주장에 대한 주요 비판 중 하나는, 멸종 사건이 운석 충돌의 경우처럼 지질학적으로 전 세계에서 거의 동시에 발생한 반면, 데칸 트랩과 같은 대규모 화성 활동 지대(LIP)가 원인일 경우 예상되는 단계적인 멸종 양상과는 다르다는 점이다.^[10]

4. 4. 주요 비판

데칸 트랩 분출이 백악기-팔레오기 대량절멸(K-Pg 멸종)의 원인이라는 주장이 일부 과학자들, 특히 게르타 켈러 등에 의해 제기되었다.^[16] 이들은 데칸 트랩 형성 과정에서 방출된 막대한 양의 화산 가스(특히 이산화황)가 급격한 기후 변화를 유발하여 대멸종에 결정적인 영향을 미쳤다고 주장한다.^[17] 실제로 분출 기간 동안 지구 평균 온도는 약 2°C 하락한 것으로 추정된다.^[46]^[15]

그러나 현재 과학계의 폭넓은 합의는 K-Pg 멸종의 주요 원인이 칙술루브 운석 충돌이라는 것이다.^[18]^[48] 데칸 트랩이 멸종의 주범이라는 주장에 대한 핵심적인 비판은 멸종 사건의 발생 양상과 관련이 있다. K-Pg 멸종은 해양과 육상 환경 모두에서 지질학적으로 볼 때 전 세계적으로 거의 동시에, 그리고 매우 짧은 시간 안에 일어난 것으로 나타난다. 이러한 급격하고 동시적인 멸종 패턴은 운석 충돌이라는 단일 사건의 결과와 잘 부합한다. 반면, 데칸 트랩과 같은 대규모 화성암 지대(LIP, Large Igneous Province)의 화산 활동은 수십만 년 이상에 걸쳐 단계적으로 진행되는 경향이 있어, 전 지구적인 동시 멸종을 설명하기에는 부족하다는 지적이 있다.^[10]

최근의 고고학적 발견 역시 칙술루브 충돌의 파괴적인 영향력을 뒷받침한다. 2019년 미국 국립 과학원 회보에 발표된 연구는 미국 노스다코타주에서 발견된 타니스 화석 유적을 상세히 분석했다. 이 유적은 칙술루브 충돌 직후, 충격파나 그로 인한 쓰나미, 세이시(호수나 만에서 발생하는 정상파) 등으로 인해 고대 호수와 그곳에 살던 생물들이 순식간에 파멸적인 피해를 입은 현장을 그대로 보존하고 있는 것으로 평가된다. 연구진은 물고기 화석의 아가미에서 발견된 테크타이트(운석 충돌 시 생성되는 유리질 암석)와 호박 속에 갇힌 테크타이트 조각들을 중요한 증거로 제시했는데, 이들의 화학적 성분은 칙술루브 충돌과 관련된 다른 테크타이트의 특징과 정확히 일치했다. 또한, 유적의 최상부 지층에서는 운석 충돌의 또 다른 강력한 증거인 이리듐이 다량 검출되었다. 유적에는 포식 활동의 흔적이 거의 없어, 충돌 직후 생태계가 급격히 붕괴하고 생존자가 거의 없었음을 시사한다.^[23]^[24]

물론 멸종의 원인에 대해 다른 가설들도 존재한다. 2014년과 2015년의 연구들은 데칸 트랩 화산 활동과 칙술루브 충돌이 복합적으로 작용하여 멸종을 일으켰을 가능성을 제기했다.^[19]^[20] 특히 두 사건이 지구상에서 거의 정반대 지점에서 발생했다는 점에 착안하여, 운석 충돌의 충격파가 지구 반대편의 데칸 트랩 화산 활동을 촉발하거나 더욱 악화시켰을 수 있다는 가설도 제시되었다.^[21]^[22] 하지만 2020년 연구에서는 오히려 데칸 트랩 분출이 충돌로 인한 급격한 기후 변화(충돌 겨울)를 부분적으로 상쇄했을 수도 있다는 주장을 내놓으며, 데칸 트랩이 멸종의 직접적인 기여 요인이라는 생각에 의문을 제기하기도 했다.^[10]

4. 5. 타니스 화석 유적

2019년 3월 미국 국립 과학원 회보에 실린 기사에서, 12명의 국제 과학자팀은 노스다코타주 보우만 근처에서 발견된 타니스 화석 유적의 내용을 공개했다. 이 유적은 칙술루브 충돌 당시 고대 호수와 그곳에 살던 생물들이 순식간에 파괴된 대량 파괴 현장을 보여주는 것으로 여겨진다.^[23]^[24]

연구진은 이 유적의 지층이 화석화된 나무와 물고기, 그리고 다른 동물의 유해로 가득 차 있다고 보고했다. 캔자스 대학교의 수석 연구원인 로버트 A. 데팔마는 뉴욕 타임스와의 인터뷰에서 "시체를 놓치는 것은 불가능하다... 노두를 보면 놓칠 수 없다"고 언급하며 현장의 생생함을 전했다.^[23]^[24]

이 발견을 칙술루브 충돌과 연결하는 주요 증거는 다음과 같다:

물고기 화석의 아가미에서 발견되고 호박 속에 갇힌 테크타이트: 이 테크타이트는 칙술루브 충돌과 관련된 다른 테크타이트와 동일한 고유한 화학적 특징을 가지고 있다.
이리듐이 풍부한 최상층 지층: 이리듐은 운석 충돌의 특징적인 증거로 여겨진다.
포식의 증거 부족: 이는 당시 생태계가 급작스럽게 파괴되어 생존자가 거의 없었음을 시사한다.^[23]^[24]

유적이 파괴된 정확한 원인에 대해서는 논쟁이 있다. 충돌로 인해 발생한 거대한 쓰나미 때문인지, 아니면 충돌 후 발생한 지진으로 인해 호수와 강에서 세이시(호수나 만 등에서 발생하는 정상파 진동) 활동이 격렬해졌기 때문인지 아직 연구자들 사이에서 명확한 결론은 내려지지 않았다.^[23]^[24]

5. 암석학

데칸 트랩의 암석은 주로 톨레이아이트 현무암으로 구성되어 있으며^[25], 이 외에도 알칼리 현무암, 네펠리나이트, 람프로파이어, 탄산염암 등 다양한 종류의 암석이 함께 나타난다.^[2] 일부 지역에서는 맨틀에서 유래한 제노리스(포획암)도 발견된다.^[2]^[26] 데칸 트랩은 층서학적 분류 외에도 지구화학적 특성에 따라 여러 단위로 세분화될 수 있으며, 이러한 암석학적 다양성은 지각 오염과 같은 과정을 통해 형성된 것으로 이해된다.^[2]

5. 1. 주요 암석

마하라슈트라주 잘가온 지역의 데칸 트랩 현무암 용암의 공동에서 발견된 에피스틸바이트와 방해석 결정

데칸 트랩 내 용암의 최소 95%는 톨레이아이트 현무암이다.^[25] 주요 광물 성분은 감람석, 휘석, 사장석을 비롯해 특정 철-티타늄(Fe-Ti)이 풍부한 산화물이다. 이 마그마는 산화 마그네슘(MgO) 함량이 7% 미만이다. 이러한 광물 중 다수는 고도로 변질된 형태로 관찰된다.^[2] 다른 암석 유형으로는 알칼리 현무암, 네펠리나이트, 람프로파이어, 탄산염암 등이 있다.

맨틀 제노리스(포획암)는 카치 (인도 북서부)와 서부 데칸의 다른 지역에서 발견되었으며, 스피넬 러졸라이트와 휘석암 성분을 포함한다.^[2]^[26]

데칸 트랩은 세 가지 다른 층서학적 그룹을 포함하여 여러 방식으로 분류되었지만, 지구화학적으로는 이 지역을 최대 11개의 다른 층으로 나눌 수 있다. 이러한 단위의 많은 암석학적 차이는 다양한 정도의 지각 오염의 결과로 여겨진다.^[2]

5. 2. 기타 암석

데칸 트랩 용암의 대부분(최소 95%)은 섬록암 현무암이 주를 이루지만,^[25] 알칼리 현무암, 네펠리나이트, 람프로파이어, 탄산염암과 같은 다른 유형의 암석도 발견된다.^[2]

또한, 카치 (인도 북서부)와 서부 데칸의 다른 지역에서는 맨틀 제노리스(포획암)가 보고되었는데, 이는 스피넬 러얼라이트와 휘석암 성분을 포함한다.^[2]^[26]

5. 3. 맨틀 제노리스

맨틀 제노리스는 카치 (인도 북서부)와 서부 데칸의 다른 지역에서 기술되었으며 스피넬 러얼라이트와 휘석암 성분을 포함한다.^[2]^[26]

5. 4. 지구화학적 구분

데칸 트랩은 세 가지 다른 층서학적 그룹을 포함하여 여러 방식으로 분류될 수 있다. 그러나 지구화학적 분석을 통해 이 지역을 최대 11개의 다른 층으로 나눌 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이러한 각 단위에서 나타나는 암석학적 차이는 다양한 정도의 지각 오염 과정에서 비롯된 것으로 이해된다.^[2]

6. 화석

데칸 트랩은 용암층 사이에 형성된 화석층으로 유명하다. 이곳에서는 고대의 개구리나 담수 연체동물과 같은 다양한 생물의 화석이 발견된다.

6. 1. 주요 화석

데칸 트랩은 용암층 사이에서 발견된 화석층으로 유명하다. 특히 잘 알려진 종으로는 인도 에오세에 서식했던 개구리 ''옥시글로수스 푸실루스'' (오웬)와 현대 개구리의 초기 계통으로 현재 오스트레일리아의 마이오바트라키데과에 속하는 이빨 개구리 ''인도바트라쿠스''가 있다.^[27]^[28] 하부 트랩층 (라메타 층)과 중간 트랩층에서도 화석 담수 연체동물이 발견된다.^[29]

7. 형성 이론

데칸 트랩의 형성에 대해서는 여러 과학적 가설이 제시되고 있다. 가장 유력한 이론은 깊은 맨틀 플룸과의 연관성이다. 인도양의 레위니옹 핫스팟으로 알려진 핫스팟이 데칸 트랩 분출을 유발했을 것으로 추정되며^[30]^[6], 이는 인도 판과 아프리카 판의 이동 및 해저 확장과도 밀접한 관련이 있는 것으로 보인다.^[32] 맨틀 플룸의 상승은 지역적인 지각 얇아짐 현상에 의해 촉진되었을 수 있다.^[6] 또한 광범위한 단층 작용, 암맥 형성, 높은 열 흐름 등은 후기 백악기의 삼중 접합부 존재 가능성을 시사하며, 이 역시 맨틀 플룸 활동과 연관될 수 있다.^[6]

한편, 인도 서해안의 시바 크레이터 존재와 그 형성 연대가 K-T 경계와 일치한다는 점에서, 운석 충돌이 데칸 트랩 분출을 촉진했을 것이라는 가설도 제기되었다.^[40] 하지만 현재 지구과학계에서는 해당 지형이 실제 운석 충돌 크레이터일 가능성은 낮은 것으로 보고 있다.^[40]

7. 1. 맨틀 플룸

데칸 트랩 분출은 깊은 맨틀 플룸과 관련이 있었을 것으로 추정된다. 분출된 마그마에서 높은 ³He/⁴He 비율이 관찰되는데, 이는 종종 맨틀 플룸 기원 마그마의 특징이다.^[30] 특히 레위니옹 핫스팟으로 알려진 핫스팟이 데칸 트랩 분출을 유발하고, 마스카린 고원을 인도에서 분리시킨 열곡을 형성했을 것으로 여겨진다. 이 지역의 지각 얇아짐 현상은 이러한 열곡 사건 가설을 뒷받침하며, 플룸의 상승을 촉진했을 가능성이 있다.^[6] 인도판과 아프리카 판 경계에서 해저 확장이 진행되면서 인도는 플룸 위로 북쪽으로 이동했고, 이 플룸은 현재 인도 남서쪽 인도양의 레위니옹 섬 아래에 위치하는 것으로 생각된다. 그러나 맨틀 플룸 모델이 유일한 설명은 아니며, 다른 가설도 존재한다.^[31]

맨틀 플룸 모델을 뒷받침하는 데이터는 계속해서 제시되고 있다. 인도판의 이동 역사와 데칸 트랩의 분출 시기 사이에는 강한 상관관계가 나타난다. 해양 자기 프로파일 데이터에 따르면, 데칸 홍수 현무암의 첫 분출과 동시에 약 6700만 년 전부터 판 이동 속도가 이례적으로 빨라지기 시작했다. 판의 확산 속도는 현무암 분출이 최고조에 달했을 때 최대치를 기록했으며, 데칸 화산 활동의 주요 단계가 끝난 약 6300만 년 전에 다시 감소했다. 이러한 상관관계는 플룸의 활동에 의해 판 이동이 영향을 받았음을 시사한다.^[32]

인도판과 아프리카 판의 움직임 또한 서로 연관된 것으로 보인다. 두 판의 상대적인 위치 변화는 레위니옹 플룸 헤드의 위치와 관련이 있다. 인도의 가속화된 북상 시작 시점은 아프리카의 반시계 방향 회전 속도가 크게 느려지는 시점과 일치한다. 이는 두 판의 움직임 모두 레위니옹 플룸의 힘에 의해 조절되었을 가능성을 제기한다.^[32]

지화학적 분석 결과도 플룸 기원설을 지지한다. 데칸 트랩의 Na₈, Fe₈, Si₈ 함량을 다른 주요 화성암 지역과 비교했을 때, 데칸 트랩이 가장 큰 용융 정도를 겪었음을 알 수 있으며, 이는 깊은 맨틀에서 기원한 플룸을 시사한다. 감람석은 모호 깊이 근처에서 분별되었고, 표면 아래 약 6km 깊이에서는 개브로의 추가적인 분별이 일어난 것으로 보인다.^[2] 또한, 광범위한 단층 작용, 빈번한 암맥 형성, 높은 열 흐름, 양의 중력 이상과 같은 지질학적 특징들은 후기 백악기에 존재했을 수 있는 삼중 접합부(triple junction)의 존재와 관련이 있을 수 있으며, 이는 깊은 맨틀 플룸에 의해 야기되었을 가능성을 시사한다. 이러한 암맥 형성이 전체 분출량에 크게 기여하지는 않았을 수 있지만, 가장 큰 규모의 암맥들은 서해안 쪽에 위치하여 현재는 바다 밑에 있을 것으로 추정되어 확인이 어렵다.^[6]

아프리카 판과 인도 판의 분리를 야기한 해양저 확장 이후, 인도양의 레위니옹 섬 부근에서 맨틀 플룸이 핫스팟으로 활동하며 약 3만 년에 걸쳐 현무암 분출을 일으킨 것으로 추정된다.^[40] 이후 인도 아대륙은 북쪽으로 이동하여 유라시아 대륙과 충돌했다. 한편, 인도 서해안에는 시바 크레이터로 추정되는 지형이 존재하는데, 이 지형의 형성 연대가 K-T 경계와 일치하여 운석 충돌이 데칸 트랩의 발생을 촉진했을 것이라는 가설도 제기되었다.^[40] (하지만 현재 지구과학계에서는 해당 지형이 실제 충돌 크레이터일 가능성은 낮은 것으로 보고 있다.)

7. 2. 지각 얇아짐

데칸 트랩의 대규모 화산 분출은 깊은 맨틀 플룸과 연관된 것으로 여겨진다. 특히 레위니옹 핫스팟으로 알려진 핫스팟이 데칸 트랩 분출을 일으키고, 마스카린 고원을 인도 대륙에서 분리시킨 열곡을 형성했을 가능성이 제기된다. 이러한 열곡 형성 과정에서 지역적인 지각 얇아짐 현상이 발생했는데, 이는 맨틀 플룸이 상승하는 것을 더 용이하게 만들었을 것으로 추정된다.^[6] 즉, 지각이 얇아진 부분이 플룸 물질이 지표면으로 올라오는 통로 역할을 했을 수 있다는 것이다.

7. 3. 판 이동

데칸 트랩의 분출은 깊은 맨틀 플룸과 관련이 있는 것으로 여겨진다. 분출된 마그마에서 높은 ³He/⁴He 비율이 관찰되는데, 이는 맨틀 플룸 기원 마그마의 특징 중 하나이다.^[30] 특히 레위니옹 핫스팟으로 알려진 핫스팟 지역이 데칸 트랩 분출을 유발하고, 마스카린 고원을 인도에서 분리시킨 열곡을 형성했을 가능성이 제기된다. 이 지역의 지각 얇아짐 현상은 이러한 열곡 사건 가설을 뒷받침하며, 맨틀 플룸의 상승을 촉진했을 수 있다.^[6]

인도판과 아프리카 판 경계에서 해저 확장이 일어나면서 인도판은 플룸 위를 지나 북쪽으로 이동했다. 이 플룸은 현재 인도양에 있는 레위니옹 섬 아래에 위치하는 것으로 추정된다. 그러나 맨틀 플룸이 데칸 트랩의 유일한 원인인지에 대해서는 다른 의견도 존재한다.^[31]

맨틀 플룸 모델을 뒷받침하는 강력한 증거 중 하나는 인도판의 이동 역사와 데칸 트랩의 분출 시기 사이의 뚜렷한 상관관계이다. 해양 magnetic anomaly^eng(자기 이상) 기록을 분석한 결과, 약 6,700만 년 전 데칸 지역에서 첫 현무암 분출이 시작될 무렵 인도판의 이동 속도가 이례적으로 빨라지기 시작했다. 판의 확산 속도는 현무암 분출이 최고조에 달했을 때 최대치에 이르렀다가, 주요 화산 활동이 끝난 약 6,300만 년 전후로 다시 느려졌다. 이러한 판 이동 속도의 변화는 레위니옹 핫스팟 플룸의 활동과 밀접하게 연관된 것으로 해석된다.^[32]

인도판과 아프리카 판의 움직임 역시 레위니옹 플룸을 중심으로 서로 연관되어 나타난다. 인도의 북상 속도가 빨라지기 시작한 시점은 아프리카 판의 반시계 방향 회전 속도가 크게 느려진 시점과 일치한다. 이는 두 판의 움직임이 모두 레위니옹 플룸의 영향 아래 있었음을 시사한다.^[32]

지화학적 분석 결과도 플룸 기원설을 지지한다. 데칸 트랩 암석의 Na₈, Fe₈, Si₈ 함량을 다른 주요 화성암 지역과 비교했을 때, 데칸 트랩이 형성될 당시 가장 높은 정도의 용융을 겪었음을 알 수 있으며, 이는 맨틀 깊은 곳에서 기원한 플룸의 특징으로 볼 수 있다. 감람석은 모호면 깊이 근처에서 분별 결정화되었고, 지표 아래 약 6km 깊이에서는 개브로의 추가적인 분별이 있었던 것으로 보인다.^[2] 또한, 광범위한 단층 활동, 빈번한 암맥 형성, 높은 지열류량, 양(+)의 중력 이상 등의 지질학적 특징들은 데칸 트랩 분출이 후기 백악기에 존재했을 가능성이 있는 삼중 접합부와 관련이 있음을 시사하며, 이 역시 깊은 맨틀 플룸에 의해 야기되었을 수 있다. 다만, 이러한 암맥 형성이 전체 분출량에 얼마나 기여했는지는 불확실하며, 가장 큰 규모의 암맥들은 현재 바다 밑에 있는 서해안 쪽에 위치할 것으로 추정되어 확인이 어렵다.^[6]

아프리카 판과 인도 판이 분리되는 해양저 확장 과정에서 인도양의 레위니옹 섬 부근에 형성된 맨틀 플룸이 핫스팟으로 작용하여 약 3만 년에 걸쳐 대규모 현무암 분출을 일으킨 것으로 추정된다. 이후 인도 아대륙은 계속 북상하여 유라시아 대륙과 충돌하게 되었다.^[40] 한편, 인도 서해안에는 운석 충돌로 형성되었다고 주장되는 시바 크레이터가 존재하는데, 이 크레이터의 형성 추정 연대가 K-T 경계(백악기-팔레오기 경계) 시기와 일치하여, 운석 충돌이 데칸 트랩의 분출을 촉진했을 수도 있다는 가설도 제기되었다.^[40] (하지만 현재까지 지구과학계에서는 해당 지형이 운석 충돌 크레이터일 가능성은 낮다고 보고 있다.)

7. 4. 기타 특징

광범위한 단층 작용, 빈번한 암맥 형성, 높은 열 흐름, 그리고 양의 중력 이상과 같은 특징들이 나타난다. 이러한 특징들은 데칸 트랩의 분출 단계가 있었던 백악기 후기에 존재했을 수 있는 삼중 접합부의 존재와 관련이 있을 수 있으며, 이는 깊은 맨틀 플룸에 의해 야기되었을 가능성을 시사한다.^[6] 다만, 이러한 암맥 형성이 데칸 트랩의 전체 용암 분출량에 크게 기여했다고 보기는 어렵다.^[6] 가장 큰 규모의 암맥들은 주로 서해안 쪽에 위치하여 현재는 물속에 잠겨 있을 것으로 추정되기 때문에 직접적인 확인은 어렵다.^[6]

8. 충돌 사건과의 연관성

데칸 트랩의 형성은 아프리카 판과 인도 판의 분리를 일으킨 해양저 확장 과정과 관련이 있는 것으로 보인다. 이 과정에서 인도양의 레위니옹 섬 부근에서 맨틀 플룸이 핫스팟으로 활동하며 약 3만 년에 걸쳐 대규모 현무암 분출을 일으킨 것으로 추정된다. 이후 인도 아대륙은 북쪽으로 이동하여 유라시아 대륙과 충돌했다.

한편, 인도 서쪽 해안에는 시바 크레이터라고 불리는 거대한 지질 구조가 존재한다. 이 구조가 약 6,600만 년 전 백악기-고생대 경계(K-T 경계) 시기에 발생한 운석 충돌의 흔적이며, 이 충돌이 데칸 트랩의 화산 활동을 촉진하거나 규모를 키웠을 수 있다는 가설이 제기되었다.^[40] 하지만 현재까지의 연구 결과에 따르면, 지구과학계에서는 시바 크레이터의 지형적 특징이 실제 운석 충돌구일 가능성은 낮다고 보고 있다. 데칸 트랩과 칙술루브 충돌구 충돌 사건과의 연관성에 대한 논의는 하위 문단에서 더 자세히 다룬다.

8. 1. 칙술루브 충돌구

데칸 트랩은 칙술루브 충돌구 충돌 이전에 분출을 시작했지만, 2015년 아르곤-아르곤 연대 측정법에 기반한 연구에서는 충돌이 지각의 투과성을 증가시켜 마그마가 표면으로 더 쉽게 분출하게 함으로써, 데칸 트랩 전체 용암 부피의 약 70%에 달하는 대규모 분출을 유발했을 수 있다고 제안했다.^[33] 이러한 소행성 충돌과 그로 인한 분출량 증가는 백악기와 고생대 시대를 구분하는 백악기-고생대 경계 시기에 발생한 대량 멸종의 원인이 되었을 가능성이 있다.^[34]^[35] 하지만 이 제안은 "피상적이고 피상적인 관찰에 근거한 편리한 해석"이라는 비판을 받으며 다른 연구자들에 의해 의문이 제기되기도 했다.^[36]

8. 2. 시바 크레이터

인도 서부 해안의 해저에 존재하는 지질 구조는 시바 크레이터라고 불리며, 약 6600만 년 전에 형성된 충돌구일 가능성이 제기되었다.^[37] 이 시기는 데칸 트랩의 형성 시기와 일치할 수 있다. 이 지형이 충돌구라고 주장하는 연구자들은 이 충돌이 데칸 트랩을 유발했을 뿐만 아니라, 초기 고생대에 인도판의 북상 속도를 가속하는 데 기여했을 수 있다고 제안한다.^[37]^[40] 하지만 현재 지구과학계의 일반적인 견해는 이 지형이 실제 충돌구일 가능성은 낮다는 것이다.^[38]^[39]

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