티베트 지하 지각판이 두 개로 갈라질 수도 있다

티베트 지하 지각판이 두 개로 갈라질 수도 있습니다.

벗겨진 인도판이 지진의 위험에 영향을 줄 수 있다는 과학계의 전망이 나왔습니다. 히말라야의 우뚝 솟은 봉우리는 인도판과 유라시아판의 슬로모션 충돌로 이루어진 지질 전쟁터입니다. 이러한 위기는 약 6천만 년 전 당시 섬이었던 인도가 유라시아로 파고들어 표면이 휘어지고 지구상에서 가장 높은 산이 형성되면서 시작되었습니다. 그러나 봉우리는 단지 전투의 소음과 연기일 뿐, 수십 킬로미터 아래에서 일어나는 구조적 움직임이 충돌을 주도하고 미스터리를 간직하고 있습니다. 대륙판은 조밀한 해양 사촌과는 달리 두껍고 부력이 있어서 충돌 시 맨틀 속으로 쉽게 가라앉거나 섭입되지 않습니다.

 

일부 과학자들은 인도판이 맨틀 속으로 들어가지 않고 티베트 아래에서 계속 수평으로 미끄러지고 있다고 믿으며, 또 다른 이들은 인도판의 가장 부력이 강한 부분이 충돌의 앞쪽 가장자리를 따라 깔개처럼 구겨져 있어 판의 아래쪽 절반이 깊은 곳으로 더 쉽게 가라앉을 수 있다고 추측했습니다. 티베트 아래로 이동하는 지진파와 표면으로 상승하는 숨길 수 없는 가스에 대한 새로운 분석은 이제 사실상 두 시나리오의 차이를 분할하는 또 다른 가능성을 지적합니다. 인도판의 일부는 유라시아판 아래로 미끄러지면서 박리되는 것처럼 보이며, 조밀한 바닥 부분이 위쪽에서 벗겨집니다.

 

이번 연구에서 과학자들은 슬래브의 벗겨진 부분과 손상되지 않은 이웃 사이의 경계에서 수직 균열 또는 찢어짐에 대한 증거를 발견했습니다. 위트레흐트 대학교의 지구 역학자인 다우베 판 힌스베르겐은 "우리는 대륙이 이런 식으로 행동할 수 있다는 것을 몰랐습니다. 이는 견고한 지구 과학에 있어 매우 기본적인 것입니다"라고 말했습니다. 2023년 12월 미국 지구물리학 연맹 회의에서 발표된 이 연구는 과학자들이 거대한 히말라야의 형성과 심지어 이 지역의 지진 위험까지 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 모나시 대학교의 지구 역학자인 파비오 카피타니오는 "그 과정에 대해 많은 불확실성이 남아 있으며 데이터가 제한되어 있습니다. 그냥 스냅샷일 뿐"이라 경고했습니다.

 

카피타니오는 "그러나 이 작업은 우리의 현대 풍경이 어떻게 형성되었는지 이해하는 데 중요한 단계"라며 "그것은 확실히 우리가 앞으로 나아가는 데 필요한 작업 유형입니다"라고 덧붙였습니다. 과학자들은 지각판이 이와 같이 풀릴 수 있다고 오랫동안 제안해 왔습니다. 이 판은 부력이 있는 지각과 밀도가 더 높은 상부 맨틀 암석이 층상으로 결합되어 있으며, 압착되고 두꺼워질 경우 플레이트가 층 사이의 약한 경계면을 따라 분할될 수 있습니다. 그러나 이 과정은 주로 두꺼운 대륙판 내부에서 연구되었으며 컴퓨터 모델에서 시뮬레이션되었습니다. 힌스베르겐은 "하락 판에서 포착된 것은 이번이 처음입니다"라고 말했습니다.

 

애리조나 대학의 지질학자인 피터 데셀리스는 "히말라야 충돌은 찢어진 판을 찾을 수 있는 유망한 장소"라고 봤습니다. 과학자들에 따르면 충돌이 시작되기 전 인도판은 두께와 구성이 다양했는데, 이는 2,500km 길이의 히말라야 전선의 초승달 모양을 설명하는 데 도움이 됩니다. 데셀리스는 고대 판을 만타 가오리(대륙 지각의 두꺼운 중앙 옆에 있는 해양 지각의 얇은 날개 한 쌍)에 비유했습니다. 얇은 해양판은 유라시아판 아래로 쉽게 가라앉았고, 두꺼운 대륙 지각은 공성추처럼 유라시아를 향해 곤두박질쳤습니다.

 

섭입 속도의 차이로 인해 인도판이 여러 방향으로 잡아당겨 찢어졌을 가능성이 높다는 분석, 스탠포드 대학의 지구물리학자이자 연구 저자인 사이먼 클렘페러는 "이것이 가내수공업이 되었습니다"라고 농담했습니다. 인도 북동부, 부탄 근처 지역에 흥미를 느낀 클렘페러는 "이 지역은 섭입대가 곡선을 이루고 있어 잠재적인 눈물이 발생할 수 있는 주요 지역입니다. 상황이 악화되는 지점이 바로 여기입니다"라고 말했습니다. 이러한 의심을 발판 삼아 지하에서 벌어지는 폭력에 대한 단서를 찾기 위해 수년간 탐구를 하게 됐습니다.

 

그중 한 가지 증거는 티베트 샘에서 솟아오르는 헬륨의 동위원소 측정에서 나왔습니다. 중국의 협력자를 포함한 클렘페러와 그의 동료들은 티베트 남부 거의 1000km에 걸쳐 약 200개의 천연 샘에서 샘플을 수집하기 위해 비포장도로와 개울을 횡단했습니다. 헬륨-3가 풍부한 가스 샘플은 지구 탄생 당시 지구 안에 갇혀 있던 가벼운 동위원소로 맨틀의 발밑 암석을 나타내는 반면, 헬륨-3가 고갈된 가스 샘플은 묻혀 있는 지각에서 솟아오를 가능성이 높습니다. 클렘페러의 팀이 스프링을 배치하자 뚜렷한 패턴이 나타났습니다. 선의 남쪽에는 지각의 흔적이 있는 샘이 있고, 북쪽에는 맨틀 지문이 있는 샘이 있었습니다.

 

팀은 이 선을 맨틀 속으로 떨어지기 전에 티베트 아래로 미끄러지는 온전한 인도판의 가장 먼 가장자리로 해석했습니다. 부탄의 동쪽 국경 근처에 있는 이 선 남쪽의 한 지역 세 개의 샘에서도 맨틀 흔적이 발견되었습니다. 이는 인도판의 한 부분이 벗겨지고 뜨거운 맨틀 암석이 그 사이의 공간으로 흘러들어가고 있다는 힌트입니다. 이 그림에 대한 뒷받침은 지각암과 맨틀암 사이의 경계를 가로질러 잔물결을 일으키는 지진파를 분석한 결과로, 수백 개의 지진 관측소에서 기록된 파도를 통해 연구원들은 지하 구조물의 이미지를 구축할 수 있었습니다. 한 이미지에 보이는 두 개의 얼룩은 인도판의 아래쪽 판이 위쪽에서 분리되어 있음을 암시했습니다.

 

다양한 지진파 세트를 기반으로 한 보다 최근의 분석에서는 박리된 슬래브의 서쪽 가장자리에 균열이 있음이 발견됐습니다. 제안된 균열의 서쪽에서 인도판의 바닥은 약 200km 깊이로 나타나 아직 손상되지 않았음을 시사, 슬래브가 두 개로 갈라지는 동쪽으로는 약 100km 깊이의 맨틀 암석이 유입되고 있는 상황입니다. 리하이 대학의 지진학자 앤 멜처는 "지구상의 거의 모든 대륙이 히말라야산맥과 같은 일련의 충돌로 인해 형성되었습니다"라고 이야기했습니다. 즉, 대륙이 어떻게 충돌하는지 이해하면 현대 풍경뿐만 아니라 고대 대륙 충돌의 상처를 따라 발생할 수 있는 지진으로 인한 위험도 밝혀지게 된다는 설명입니다. 클렘페러는 "새로 제안된 균열이 오늘날 티베트의 지진 위험에도 영향을 미칠 수 있습니다"라고 짚었습니다.

 

코나-상그리 균열이라 알려진 티베트고원의 깊은 균열은 찢어진 부분 위에 놓여 있으며, 이는 인도판의 아랫부분에 있는 소동이 어떻게든 표면으로 파문을 일으킬 수 있다는 힌트가 될 수 있습니다. 판 힌스베르겐은 "지진과의 직접적인 연관성은 여전히 불확실하지만 구조 판이 찢어지거나 벗겨지는 것이 응력이 발생하는 방식과 장소에 영향을 미쳐 지진 발생 가능성에 영향을 미칠 수 있습니다"라고 강조했습니다. 클렘페러는 "대륙을 연구하기가 복잡합니다. 현대 풍경을 만든 고대의 충돌이 겹치는 흉터 네트워크 뒤에 남았기 때문"이라고 부연했습니다. 클렘페러는 이어 "하지만 그것이 바로 이 작업을 흥미롭게 만드는 이유"라고 이야기했습니다.