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포사 마그나

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목차

1. 개요

포사 마그나는 일본 열도의 주요 지질 구조로, 하인리히 에드문트 나우만이 1885년에 발견하고 1886년에 명명했다. 북아메리카 판과 유라시아 판(또는 오호츠크 판)의 경계에 위치하며, 서쪽 경계를 서일본, 동쪽 경계를 동일본으로 구분한다. 포사 마그나 내부는 신생대 제3기 이후의 퇴적물과 화산 분출물로 이루어져 있으며, 화산 활동과 지진 활동이 활발하다. 포사 마그나의 형성은 약 2,000만 년 전 판의 섭입으로 시작되었으며, 배호분지 확장과 동해 형성, 퇴적과 융기를 거쳐 현재의 모습을 갖추게 되었다. 이토이가와-시즈오카 구조선은 포사 마그나의 서쪽 경계를 이루는 중요한 단층선이며, 이토이가와시에는 포사 마그나의 중요성을 알리기 위한 박물관과 공원이 조성되어 있다.

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포사 마그나
위치 정보
명칭 및 정의
라틴어 명칭Fossa Magna
의미중앙 지구대, 대지구대
설명일본의 대지구대
지질학적 특징
위치일본 열도 중앙부
지질학적 구조거대한 단층 지대, 열곡대
서쪽 경계이토이가와-시즈오카 구조선
동쪽 경계신에쓰 지방
간토 지방
추가 설명
구성단층
지구대
화산
특징지각 활동이 활발
지진 및 화산 활동 빈번
지형 변화가 활발
영향일본 열도 지형 형성에 큰 영향
역사 및 연구
최초 발견자하인리히 에드문트 나우만 (독일의 지질학자)
연구활발한 연구가 진행 중
관련 지역
주요 지역간토 지방
신에쓰 지방
주부 지방
관련 도시이토이가와시
기타
관련 박물관포사 마그나 뮤지엄

2. 역사적 배경

포사 마그나의 서쪽은 서남일본, 동쪽은 동북일본으로 부른다. 서남일본에 속하는 히다산맥은 대부분 5억 5,000만 년 전~6,500만 년 전의 중・고생층인 반면, 포사 마그나에 속하는 묘코 연봉 부근은 대부분 2,500만 년 전 이후의 퇴적물과 화산 분출물로 이루어진 신제3기층・충적층・홍적층이다. 이러한 지질 구조의 커다란 차이는 보통의 단층 운동으로는 도저히 일어날 수 없으며, 대규모 지각 변동이 관계되어 있음을 보여준다.

포사 마그나 내부의 지층이 습곡되어 있는 것은 알프레드 베게너의 『Die Entstehung der Kontinente und Ozeane』(Die Entstehung der Kontinente und Ozeane|대륙과 대양의 기원de)에서 육지의 분열・충돌의 증거로 소개되었다.

2. 1. 나우만의 연구

하인리히 에드먼드 나우만은 1885년 일본 열도의 지질 구조를 연구하면서 이토이가와에서 시즈오카에 이르는 거대한 단층선을 발견하고, 논문 "Über den Bau und die Entstehung der japanischen Inseln" (Über den Bau und die Entstehung der japanischen Inseln|일본 열도의 구조와 기원에 대해de)을 통해 발표하였다.[13] 그는 아카이시산맥에서 야쓰가타케와 간토 산지를 바라보았을 때 거대한 지구대의 존재를 떠올렸다고 한다. 1886년에는 이 지구대에 Fossa Magnala (포사 마그나)라는 이름을 붙였다.[8]

나우만은 포사 마그나가 이즈 지괴가 일본에 접근하면서 일본 열도가 갈라진 "균열"이라고 생각했다. 한편, 하라다 토요키치는 후지 화산대와 거의 동일한 선에서 시나 지괴와 사할린 지괴 (시베리아 지괴)가 충돌하여 생겼다는 후지 구조대설을 발표하여 양자간에 격렬한 논쟁이 벌어졌으나, 이후에는 포사 마그나 설이 널리 지지받게 되었다.

2. 2. 동쪽 경계 논란

하인리히 에드문트 나우만이 처음 제시한 포사 마그나의 동쪽 경계는 니가타현 조에쓰시와 가나가와현 히라쓰카시를 잇는 선이었다. 그러나 이후 니가타현 가시와자키시와 지바현 조시시를 잇는 선도 제안되었다. 1970년에는 야마시타 노보루(山下昇)가 가시와자키와 지바현 지바시를 잇는 '신에츠보마메 대'(信越房豆帯)설을 발표하였고, 1988년에는 카토 요시테루(加藤芳輝)가 가시와자키~조시 선의 북쪽을 수정하여 니가타현 조에쓰시와 조시를 잇는 선을 발표했다.[7] 이후에는 북쪽 경계를 크게 수정하여 니가타현 시바타시와 코이데 정을 잇는 선인 시바타 코이데 구조선(新発田小出構造線)이 발표되었다.[8]

이처럼 동쪽 경계에 대해 여러 가지 설이 존재하는 이유는 포사 마그나 남부의 간토 산지 (나가노현 남동부·야마나시현·사이타마현 서부·도쿄도 서부·가나가와현 북서부)에 서남일본 및 동북일본과 같은 연대의 지층을 포함한 산괴가 덩그러니 존재하고 있어 혼란이 일어나기 때문이다. 이 산괴는 포사 마그나가 열렸다가 닫힐 동안 서남일본이나 동북일본에서 떨어져 포사 마그나의 새로운 지층과 함께 압축되어 일체화되었을 것으로 추정된다. 따라서 현재까지도 포사 마그나의 동쪽 경계에 대한 명확한 결론은 내려지지 않은 상태이다.

3. 지질학적 특징

포사 마그나는 일본 열도를 지질학적으로 크게 동서로 나누는 기준이 되며, 서쪽을 서남일본, 동쪽을 동북일본이라고 부른다. 서남일본에 속하는 히다산맥은 대부분 5억 5,000만 년 전~6,500만 년 전의 중·고생층으로 이루어져 있지만, 포사 마그나에 속하는 묘코 연봉 부근은 대부분 2,500만 년 전 이후의 신제3기층·충적층·홍적층)으로 구성되어 있다. 이러한 지질 구조의 차이는 일반적인 단층 운동으로는 설명하기 어려우며, 대규모 지각 변동이 있었음을 보여준다.

하인리히 에드먼드 나우만은 이토이가와에서 시즈오카에 이르는 지질 구조의 차이를 발견하고, 1885년 논문을 통해 발표하였다.[13] 이듬해인 1886년에는 이 거대한 지구대를 Fossa Magnala (포사 마그나)로 명명하였다.

포사 마그나 내부 지층의 습곡은 알프레드 베게너의 대륙 이동설에서 대륙 분열과 충돌의 증거로 제시되기도 했다. 하라다 토요키치는 후지 화산대와 거의 같은 선에서 시나 지괴와 사할린 지괴가 충돌하여 포사 마그나가 생겼다는 가설을 주장했지만, 이후 나우만의 포사 마그나 설이 널리 받아들여졌다.

1983년 동해 중부 지진 이전에는 홋카이도 중부의 히다카 산맥 부근이 북아메리카 판과 유라시아 판의 경계로 여겨졌으나, 지진 이후 동해 동쪽 가장자리에서 포사 마그나에 이르는 지역이 새로운 판의 경계라는 가설이 힘을 얻게 되었다.

북부 포사 마그나의 동쪽(신에쓰 지역)에는 제4기 70만 년 전에 형성된 화강암질 자갈과 실트로 이루어진 평탄한 지형인 대봉면[10]이 넓게 분포했었다.[11] 그러나 이후 지각 변동으로 침식되어 현재는 표고 900미터 전후의 산지에 그 흔적이 남아 있다.[12]

3. 1. 지층 구조

포사 마그나는 지하 약 6,000미터(평야 지대) - 9,000미터(산악 지대)에 이르는 두꺼운 제3기의 화산암과 퇴적암으로 덮여 있다.[9] 지질 단면도에서는 시대가 다른 지층의 경계가 U자형 구조를 보인다.

포사 마그나 북부 지역은 제3기층의 습곡 작용으로 형성된 구릉 지형(경성구릉, 우온누구릉 등)이 발달해 있다. 또한, 습곡과 함께 형성된 것으로 추정되는 천연가스와 석유 매장량도 풍부하다.

포사 마그나 남부 지역에는 필리핀해판에 의해 운반되어 일본 열도에 충돌한 지괴(탄자와 산지, 이즈반도 등)가 포함되어 있다.

3. 2. 화산 활동

포사 마그나 중앙부에는 남북 방향으로 화산열이 발달해 있다. 북쪽에서부터 니가타 소산, 묘코 산, 구사쓰시라네 산, 아사마 산, 야쓰가타케 산, 후지 산, 하코네 산, 아마기 산 등이 이에 해당한다.[9] 이러한 화산 활동은 포사 마그나가 압축되면서 발생한 단층을 따라 마그마가 지표로 올라오기 쉬웠기 때문으로 추정된다.[9]

3. 3. 지진 활동

판 구조론에서 포사 마그나는 북아메리카 판과 유라시아 판의 경계에 해당한다고 여겨진다. 포사 마그나 서쪽 경계인 이토이가와-시즈오카 구조선 및 동쪽 경계의 일부로 추정되는 군마현 오타 단층[9]에서는 규모 7의 지진이 반복적으로 발생하고 있다.

4. 포사 마그나의 형성 과정

포사 마그나는 약 2,000만 년 전, 일본 열도가 아시아 대륙에서 분리되는 과정에서 형성되기 시작했다. 이 지역은 수백만 년 전에는 바다였으며, 지각이 이동함에 따라 해저의 퇴적물이 융기하여 현재와 같은 육지가 되었다.

4. 1. 배호분지 확장과 동해 형성

약 2,000만 년 전, 판의 섭입에 의해 배호분지 형성이 시작되었다. 배호분지는 섭입한 판에서 마그마가 상승하여 해구 안쪽의 판에 가해지는 힘에 의해 펼쳐지는 것으로, 이로 인해 동해가 지금처럼 넓어져 일본 열도도 아시아에서 떨어지게 되었다.

이때, 일본 근해의 해구는 방향이 다른 난카이 주상해분과 일본해구 2개였기 때문에 일본 열도는 중앙부가 둘로 접히는 형태로 아시아에서 떨어졌다. 꺾여진 원시 일본 열도 사이로 동해와 태평양이 바다로 이어져, 신생대에 해당하는 수백만 년 동안 모래와 진흙이 퇴적되었다.

4. 2. 퇴적과 융기

원시 일본 열도는 현재보다 남북으로 길게 뻗어 아시아 대륙에 가까운 위치에 있었을 것으로 추정된다. 약 2,000만 년 전, 판의 섭입 작용으로 배호분지가 형성되기 시작했다. 배호분지는 섭입한 판에서 마그마가 상승하여 해구 안쪽 판에 힘을 가해 넓어지는 현상으로, 이로 인해 동해가 넓어지고 일본 열도는 아시아 대륙에서 멀어졌다.

당시 일본 근해의 해구는 방향이 다른 난카이 주상해분과 일본해구 두 개였기 때문에, 일본 열도는 중앙부가 꺾이는 형태로 아시아 대륙에서 분리되었다. 꺾인 원시 일본 열도 사이에는 동해와 태평양을 잇는 바다가 있었고, 신생대에 해당하는 수백만 년 동안 모래와 진흙이 퇴적되었다. 이후 수백만 년 전, 필리핀 해 판이 이즈반도와 함께 일본 열도에 접근하면서 두 조각으로 나뉘어 있던 열도가 압축되기 시작했다. 이때 그 사이에 있던 바다가 서서히 융기하여 신생대 퇴적물이 현재 육지에서 보이는 지층이 된 것으로 추정된다.[1]

5. 한국의 관점: 동해 형성과 포사 마그나

포사 마그나는 일본 열도가 아시아 대륙에서 분리되는 과정에서 동해가 형성되었다는 중요한 지질학적 증거를 보여준다. 이러한 사실은 동해 표기 문제와 관련하여 한국의 주장을 뒷받침하는 근거로 활용될 수 있다.

6. 포사 마그나 관련 시설

포사 마그나 박물관은 니가타현 이토이가와시에 있는 박물관으로, 1994년 4월 25일에 개관했다. 이토이가와 유네스코 세계 지질공원의 일부이다.[5] 이토이가와시는 이토이가와-시즈오카 지진대 바로 위에 있어 다양한 암석, 광물, 지질 구조 등을 관찰할 수 있다. 포사 마그나 공원도 이토이가와시에 있다.[6]

6. 1. 이토이가와-시즈오카 구조선

니가타현 이토이가와시에 있는 이토이가와-시즈오카 구조선(糸魚川静岡構造線)은 포사 마그나의 서쪽 경계를 이루는 중요한 단층선이다. 2009년 일본 최초의 세계 지오파크로 인정받았으며, 2020년 11월 문화심의회(文化審議会)가 천연기념물로 지정할 것을 건의했다.

1990년 이토이가와시에는 포사 마그나 파크(フォッサマグナパーク)가 개설되어 단층 노두(露頭)의 일부가 전시되어 있다.

참조

[1] 웹사이트 フォッサマグナとは https://kotobank.jp/[...] 2021-07-05
[2] 웹사이트 フォッサマグナと日本列島 {{!}} フォッサマグナミュージアム Fossa Magna Museum - 新潟県糸魚川市のヒスイとフォッサマグナのことが楽しく学べる博物館 https://fmm.geo-itoi[...] 2021-07-05
[3] 웹사이트 フォッサマグナとは/糸魚川市 https://www.city.ito[...] 2021-07-05
[4] 웹사이트 フォッサ・マグナとは https://kotobank.jp/[...] 2021-07-05
[5] 웹사이트 Itoigawa Global Geopark http://geo-itoigawa.[...] 2021-07-05
[6] 웹사이트 Fossa Magna Park https://www.guidoor.[...] 2021-07-05
[7] 논문 構造地質学的にみたフォッサ・マグナの問題点:その歴史と現状
[8] 서적 日本列島100万年史 大地に刻まれた壮大な物語 講談社
[9] 논문 関東平野北部の活断層“太田断層”の認定と周辺の古地震・地盤災害との関係
[10] 논문 大峰面上の旧河道地形とその堆積物 1993-03-25
[11] 논문 東北日本北米プレート説再考 東京地学協会
[12] 논문 長野県聖山北麓の更新統:中部から上部更新統 日本地質学会
[13] 문서 포사 마그나 최초 논문 발표 시점에 대한 설명
[14] 그림 판 구조 설명 그림
[15] 그림 소멸된 판 설명
[16] 문서 포사 마그나 형성 시기


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