[과학 이야기] 판운동의 발단은 석영

지진 활동과 산맥 형성 과정을 설명해주는 혁명적인 `판구조론'이 1967년 처음 제기돼 정설로 자리잡은 데 이어 최근 미국 과학자들이 이런 지각활동의 원인을 제공하는 것이 석영이라는 놀라운 연구를 발표했다고 사이언스 데일리가 최근 보도했다.

판구조 개념이 처음 제기된 것은 지난 1967년 캐나다의 지구물리학자 존 터조 윌슨(1908~1993)에 의해서였다. `윌슨의 판구조 사이클'이라는 제목으로 네이처지에 실린 그의 연구 논문은 북미 대륙 동부의 해안지대를 따라 해양 분지가 열렸다 닫혔다 하는 과정을 설명해 주고 있다.

윌슨은 이런 현상이 지구 탄생 이래 여러 차례 일어났으며 최근엔 거대한 초대륙 판게아가 갈라져 오늘날의 일곱 대륙이 됐다고 주장했다. 그의 이론은 오늘날 지진과 산맥형성 과정을 설명하는 여러 이론들의 기초가 됐다.

그런데 최근 유타대학과 영국 런던대 연구진이 네이처지에 발표한 연구는 "이 모든 과정이 석영으로 시작된다"고 주장하고 있다.

이들은 얼마 전까지만 해도 이런 요인들을 측정할 도구가 없었지만 2002년 이후 미국 서부 지역 전역에 걸쳐 설치된 미국과학재단(NSF)의 이동식 지진 관측소망 자료를 이용해 이런 사실을 알 수 있었다고 설명했다.

연구진은 이런 시설들을 통해 대륙의 암석 특성을 원격 탐지할 수 있었고 이런 자료를 중력과 표면의 열 흐름 등 지구물리학 측정 자료와 첨단 방식으로 결합시킴으로써 온도와 물 지각에 함유된 석영 성분의 효과를 각각 측정할 수 있었다고 밝혔다.

이들은 이런 방식으로 미대륙 서부 지각의 두께와 탄성파 속도를 계산해 냈다. 탄성파 속도는 단단한 암석일수록 전달 속도가 빨라 암석의 온도와 성질을 측정하는 데 쓰인다.

연구진은 "탄성파 속도는 암석의 온도와 형태에 모두 민감하지만 온도 요인을 배제했을 때 석영의 양에 특히 민감하다는 사실이 밝혀졌다"고 말했다.

연구진은 "바위의 온도가 높아지면 평상시라면 화학적 결정체로 묶여 있었을 수분을 방출하게 된다"고 설명했다.