지향사
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1. 개요
지향사는 산맥 형성에 대한 초기 이론으로, 19세기 중반 제임스 홀과 제임스 드와이트 데이나에 의해 처음 제시되었다. 지구 냉각 및 수축 개념에 기반하여 분지에서의 퇴적이 깊어지는 지형을 설명했으며, 20세기 초반까지 산맥 형성 이론으로 널리 받아들여졌다. 그러나 판 구조론의 등장과 함께 섭입대와 판의 충돌에 의한 조산 운동 이론에 의해 대체되었으며, 현재는 사용되지 않는 개념이다. 지향사는 지향사의 종류, 형성과 퇴적, 화성 활동, 해양 분지와의 관계 등으로 분류된다.
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| 지향사 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 유형 | 더 이상 사용되지 않는 지질학적 개념 |
| 설명 | 지구 표면의 장기간에 걸친 대규모 침강 지역으로, 퇴적물이 축적되어 결국에는 습곡 및 조산 운동을 겪어 산맥을 형성한다고 여겨졌음 |
| 관련 용어 | 조산대 대륙 이동설 판 구조론 |
| 상세 내용 | |
| 주요 특징 | 장기간에 걸친 침강 두꺼운 퇴적층 축적 습곡 및 조산 운동 |
| 형성 과정 (과거 이론) | 지각의 냉각과 수축으로 인해 형성되는 것으로 생각되었음 |
| 대체 이론 | 판 구조론에 의해 설명됨 (대륙 충돌, 섭입 등) |
| 역사 | |
| 제창 시기 | 19세기 후반 |
| 주요 제창자 | 제임스 홀 |
| 쇠퇴 시기 | 20세기 중반 (판 구조론의 등장) |
| 현재 | 현대 지질학에서는 더 이상 사용되지 않음 |
| 참고 사항 | |
| 관련 학문 | 지질학, 구조지질학, 퇴적학 |
| 중요성 | 과거 조산 운동을 설명하는 데 중요한 역할을 했으나, 현재는 판 구조론으로 대체됨 |
2. 지향사 이론의 역사
지향사 개념은 19세기 중반 미국의 지질학자 제임스 홀과 제임스 드와이트 데이나가 애팔래치아 산맥을 연구하면서 처음 제시되었다.[1][3] 제임스 드와이트 데이나는 지구 냉각에 따른 수축으로 분지 퇴적 지형이 깊어지는 현상을 설명하기 위해 "지향사"라는 용어를 처음 사용했다. 지향사 이론은 19세기부터 20세기에 걸쳐 산맥 형성 이론으로 널리 인정받았다.
1900년 에밀 호그는 지향사 개념을 유럽에 소개했다.[13][4] 그러나 1909년 에두아르트 쥐스는 지향사 개념이 시대에 뒤떨어진 이론과 관련되어 있다는 이유로 사용을 반대했다.[4][5]
그럼에도 불구하고 20세기 전반기에 레오폴트 코버와 한스 슈틸레는 지구 수축론의 틀 안에서 지향사 이론을 더욱 발전시켰다.[6]
이후 지향사 이론은 알프레트 베게너와 에밀 아르강 등이 주장한 대륙 이동설의 도전을 받았다.[6] 대륙 이동설은 조산 운동이 대륙 이동의 결과라고 주장하며 지구 수축 가설을 거부했다.[7] 지향사 이론은 "고정론", 대륙 이동설은 "이동론"으로 불리기도 했다.[8]
1949년 컬럼비아 대학교의 마셜 케이가 '지향사'를 출판하면서 지향사 이론은 전성기를 맞았다. 그러나 1960년대에 판 구조론이 등장하면서 섭입대나 판 충돌에 의한 조산 운동 이론이 지향사 이론을 대체했다.
1970년 존 F. 듀이와 존 M. 버드는 지향사를 판 구조론에 적용하려 했지만,[9] 1982년 젤랄 쉔고르는 지향사 개념이 시대착오적이라며 사용을 반대했다.[5][10] 비록 용법은 바뀌었지만, 지향사라는 용어는 대륙 변두리의 분지 등을 나타내는 데 여전히 사용되고 있다.
2. 1. 초기 발전
지향사 개념은 19세기 중반 미국의 지질학자 제임스 홀과 제임스 드와이트 데이나가 애팔래치아 산맥에 대한 연구 과정에서 처음 고안하였다.[1][3] 에밀 호그는 1900년에 지향사 개념을 유럽에 소개하며 이론 확산에 기여했다.[13][4]2. 2. 비판과 논쟁
에두아르트 쥐스는 지향사 개념이 시대에 뒤떨어진 이론과 연관되어 있다고 비판하며 사용을 반대했다.[4][5] 알프레트 베게너와 에밀 아르강 등은 대륙 이동설을 주장하며 지향사 이론에 도전했다.[6] 이들은 조산 운동이 대륙 이동의 결과라고 주장하며, 행성 수축 가설을 거부했다.[7]2. 3. 20세기 전반의 발전
레오폴트 코버와 한스 슈틸레는 지구 수축론의 틀 안에서 지향사 이론을 더욱 발전시켰다.[6] 1949년 마셜 케이의 '지향사' 출판은 지향사 이론의 전성기를 이끌었다.2. 4. 판 구조론의 등장과 쇠퇴
1960년대에 판 구조론이 등장하면서 섭입대나 판의 충돌에 의한 조산 운동 이론이 지향사 이론을 대체했다. 1970년, 존 F. 듀이와 존 M. 버드는 지향사를 판 구조론에 적용하려 시도했다.[9] 1982년 젤랄 쉔고르는 지향사 개념이 시대착오적이라며 사용을 반대했다.[5][10]3. 지향사 이론의 주요 내용
제임스 홀과 제임스 드와이트 데이나는 애팔래치아 산맥 연구를 통해 지향사 개념을 처음 제시했다.[1][3] 에밀 호그는 이 개념을 유럽에 소개했고,[13][4] 레오폴트 코버와 한스 슈틸레는 지구 수축 이론의 틀 안에서 지향사 이론을 발전시켰다.[6]
다나와 슈틸레는 지향사가 지구 수축의 결과로 붕괴하여 조산 운동이 일어난다고 보았다. 슈틸레와 코버는 지향사를 지구 껍질의 불안정한 부분으로, 안정된 순상지와 대조적으로 보았다.[11][12]
이 이론은 대규모 산맥의 지질 연구에서 탄생했다. 이들 지역의 지층은 흔히 퇴적암이며, 두께가 수천 미터에 달하고, 때로는 10km에 이르는 경우도 있다. 퇴적암 층에는 거친 입자, 역(礫), 산호 유래 석회암 등이 포함되어 있어, 육지에서 멀리 떨어진 심해저가 아닌 얕은 바다에서 퇴적되었음을 알 수 있다. 즉, 얕은 해저에 수천 미터의 지층이 퇴적된 것이다. 이를 설명하기 위해 "퇴적 장소는 얕은 바다였지만, 퇴적층이 쌓이면서 함께 침강하여 얕은 바다 상태를 유지했다"는 이론이 제시되었다. 이러한 현상은 대륙 주변부에서 발생하여 조산대로 발전하고, 융기하여 산맥을 형성하는 일련의 과정, 즉 조산 윤회로 이어진다고 보았다.[18] 조산 윤회는 대략 다음과 같다.
- 지향사대 초기 침강 시작.
- 지층 퇴적에 따른 침강 진행.
- 조산 운동에 의한 변형, 융기.
- 화산 활동이나 화강암 맥의 침입.
하지만 1960년대 후반, 10km에 달하는 침강에 대한 의문이 제기되었고, 해저 토사가 고속으로 이동하는 난니류 현상이 관측되면서 얕은 바다 퇴적물로 오인했을 가능성이 제기되었다.[19]
3. 1. 지향사의 형성과 퇴적
한스 슈틸레는 지향사를 형성하는 수축력이 조륙 운동을 일으켜 지구 껍질에 물결 모양 패턴을 만든다고 생각했다. 레오폴트 코버와 슈틸레는 지향사가 침강하면서 주변의 융기된 지괴가 침식되어 퇴적물을 공급한다고 보았다.[1] 슈틸레는 지향사가 단층보다는 껍질의 습곡에 의해 형성된다고 주장했다.[13] 만약 지향사에 단층이 있다면, 이는 지향사가 붕괴되는 후기 과정의 결과물이라고 보았다.3. 2. 지향사와 화성 활동
구스타프 슈타인만은 지향사 개념을 이용하여 사문암의 분포를 설명했다. 그는 페루 안데스 산맥에 사문암이 나타나지 않는 이유로 안데스 산맥이 얕은 지향사에 선행되었거나, 안데스 산맥이 지향사의 가장자리에 불과했을 것이라고 추론했다.[17] 슈타인만은 이러한 상관관계를 코르디예라형 산맥과 알프스형 산맥의 구별에 기여했다.[17]한스 슈틸레에 따르면, "유지향사"는 "초기 마그마 작용"을 일으키는 특징을 가지는데, 이는 경우에 따라 사문암 마그마 작용에 해당한다.[17]
3. 3. 해양 분지와의 관계
레오폴트 코버는 해양 분지를 지향사와 분리된 별개의 것으로 간주했다.[14] 한스 슈틸레는 해령이 확장성 구조론의 장소라고 주장한 반면, 에밀 아르강은 지향사가 충분히 얇아지면 시마라는 물질이 표면으로 올라오면서 해양 분지가 될 수 있다고 보았다.[14]4. 지향사의 분류
구스타프 슈타인만은 지향사 개념을 사용하여 사문암을 해석했으며, 페루 안데스 산맥에서 사문암이 나타나지 않는 이유를 안데스 산맥의 형성과정과 관련지어 설명했다.[17] 슈타인만은 이러한 상관관계를 바탕으로 코르디예라형 산맥과 알프스형 산맥을 구분했다.[17]
코버는 해양 분지를 지향사와는 별개의 것으로 보았지만, 해령을 오로겐으로 보았다.[14] 반면 슈틸레는 해령이 아이슬란드처럼 확장성 구조론의 장소라고 주장했다.[11] 아르간은 지향사가 늘어나 얇아지면 "시마"라는 물질이 올라와 해양 분지가 될 수 있다고 주장했다.[14]
이 외에도 다음과 같은 지향사들이 있다.
- 정지향사(orthogeosyncline): 대륙과 대양 암층 사이에 있는 선형의 지향사대로, 내부(대양 쪽)의 화산대(우지향사)와 외부(대륙 쪽)의 비화산성 지대(약지향사)로 구성된다.
- 준지향사(parageosyncline): 대륙 내의 조산 운동에 의해 생긴 지향사적 분지이다.
- 주고지향사(geugogeosyncline): 대륙 내부 등 안정된 영역에 있는 지향사이다.
- 엑소지향사(exogeosyncline): 대륙 변두리에 있으며, 인접하는 정지향사에서 침식으로 생겨난 퇴적물로 형성되는 준지향사의 일종이다. '''델타지향사'''(delta geosyncline)라고도 한다.
- 타프로지향사(taphrogeosyncline): 급경사 단층이 있는 것이 특징으로, 지층 관찰에 적합하다.
- 파라리아지향사(paraliageosyncline): 대륙 변두리에 따라 존재하는 해안 평야로 변화하는 지향사이다.
4. 1. 한스 슈틸레의 분류
한스 슈틸레는 지향사를 정지향사와 변지향사로 분류하고, 정지향사를 다시 유지향사와 미지향사로 나누었다.[15][16][17]
슈틸레에 따르면, "유지향사"는 "초기 마그마 작용"을 생성하는 특징을 가지며, 이는 경우에 따라 사문암 마그마 작용에 해당했다.[17]
4. 2. 마셜 케이의 분류
마셜 케이는 1949년 지향사를 산계에서 식별 가능한 암층의 종류에 따라 미오지향사(miogeosyncline, 열지향사)와 유지향사(eugeosyncline, 우지향사)로 나누는 학설을 발표했다.[15][16][17]- 미오지향사(miogeosyncline): 석회암, 사암, 셰일 등의 퇴적암으로 구성되어 있으며, 얕은 물이 있는 지형에서 형성된다.
- 유지향사(eugeosyncline): 심해에서 형성되며, 경사암, 차트, 점판암, 응회암, 심해성 용암 등으로 구성된다.
4. 2. 1. 미오지향사
미오지향사(Miogeosyncline영어)는 대륙 지각의 대륙 변두리에 형성되며, 석회암, 사암, 셰일 등의 퇴적암으로 구성된다.[15][16][17] 얕은 물이 있는 지형에서 형성되며, 지향사의 내부에 존재한다. 미지향사는 초기 마그마 작용이 없는 것이 특징이며, 알프스형 산맥을 형성한다.4. 2. 2. 유지향사
구스타프 슈타인만은 지향사 개념을 사용하여 사문암을 해석했다. 그는 페루 안데스 산맥에서 사문암이 나타나지 않는 것은 안데스 산맥이 얕은 지향사에 선행되었거나, 안데스 산맥이 지향사의 가장자리에 불과했기 때문이라고 이론화했다.[17] 슈타인만은 이러한 상관관계를 코르디예라형 산맥과 알프스형 산맥의 구별에 기여했다.[17] 슈틸레에 따르면, "유지향사"라고 불리는 지향사의 한 유형은 "초기 마그마 작용"을 생성하는 특징을 가졌으며, 이는 경우에 따라 사문암 마그마 작용에 해당했다.[17]
지향사는 산계의 식별 가능한 암층의 종류에 따라 '''미오지향사'''와 '''유지향사'''로 나뉜다 (1949년 마셜 케이가 발표한 학설).
; 유지향사 (eugeosyncline)
: 심해에서 형성되는 것으로, 암석학적으로 다른 성립을 가진다. 유지향사를 구성하는 퇴적암은 경사암, 차트, 점판암, 응회암, 심해성 용암 등이다. 유지향사의 퇴적암은 변형이 심하고, 화성암의 관입이 많다. 또한, 유지향사에서는 플리시(flysch)나 멜란지(mélange)와 같은 특이한 퇴적이 포함되는 경우가 많다.
4. 3. 기타 지향사
- 정지향사(orthogeosyncline): 대륙과 대양의 암층 사이에 있는 선형의 지향사로, 내부(대양 쪽)의 화산대(우지향사)와 외부(대륙 쪽)의 비화산성 지대(약지향사)로 구성된다.
- 준지향사(parageosyncline): 대륙 내의 조산 운동으로 생긴 지향사적 분지이다.
- 주고지향사(geugogeosyncline): 대륙 내부 등 안정된 영역에 있는 지향사이다.
- 엑소지향사(exogeosyncline): 대륙의 변두리에 있으며, 인접하는 정지향사에서 침식으로 생겨난 퇴적물로 형성되는 준지향사의 일종이다. '''델타지향사'''(delta geosyncline)라고도 한다.
- 타프로지향사(taphrogeosyncline): 급경사의 단층이 있는 것이 특징으로, 지층 관찰에 적합하다.
- 파라리아지향사(paraliageosyncline): 대륙 변두리에 따라 존재하는 해안 평야로 변화하는 지향사이다.
참조
[1]
문서
Şengör (1982)
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서적
Applied Sedimentology
Academic Press
2000
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간행물
The Geosynclinal Theory
http://gsabulletin.g[...]
1948-07
[4]
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논문
Plate tectonics and geosynclines
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