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2013년 4월 2일 화요일

지각 아래 마그마의 이미지




 마그마 (Magma) 는 지구 내부의 열로 인해 녹은 암석으로 대개 녹은 규산염 (Silicate  주로는 SiO2 로 구성) 및 여러가지 휘발성 물질이 같이 섞여 있습니다. 마그마는 맨틀 상부와 지각 하부 사이에서 상대적으로 온도가 높고 압력이 낮은 상태에서 만들어진 후 주변 암석보다 더 가벼우면 상승해서 마그마 굄 (Magma chamber) 을 이루는 것으로 생각됩니다. 이 마그마 덩어리는 지표에서 가깝기 때문에 이 중 일부가 지표로 분출하여 화산 활동 등을 일으키는 것으로 보입니다.       


 하지만 실제적으로 보통 지하 수십 km 및에 있게 마련인 마그마 굄이나 이 보다 더 아래에 있는 마그마의 정확한 존재를 알기는 쉽지 않습니다. 최근 Scripps 연구소 (Scripps Institution of Oceanography at UC San Diego) 의 과학자들은 전에 없던 고해상도로 바다 지각 아래 존재하는 거대 마그마굄의 존재를 밝혀냈습니다. 



(태평양 판과 코코스 판 사이 존재하는 거대 마그마의 존재를 이미지로 형상화 한 것.  The deep melting region where magma is generated in the mantle beneath the mid-ocean ridge volcano. Green to red colors show regions of partially molten material created by upwelling due to the divergence of the Pacific and Cocos tectonic plates. This image was made by analyzing data collected by an array of seafloor electromagnetic instruments, shown as inverted triangles. Shaded colors in the upper panel show the seafloor topography around the survey region. (Credit: Image courtesy of University of California - San Diego) )   


 이들은 이 데이터를 2004 년 미 해군 조사선 Roger Revelle 에 탑재한 기기를 통해 얻었는데 지난 1960 년대 이후로 계속해서 개발되어온 최신의 전자기장 기술 (Electromagnetic technology) 을 활용한 결과물이라고 합니다. 이 기술들은 바다 밑에 존재하는 가스와 석유를 탐사하는 데도 사용되나 Scripps 의 연구자들은 이를 지각아래 있는 마그마의 존재를 탐사하는 데 사용하기로 결심하고 새로운 개발 툴 (tool) 을 제작해 연구를 진행한 결과 이전에는 생각하지 못했던 마그마의 모습을 지각에서 바로 확인할 수 있었다고 합니다. 


이번 연구에서 밝힌 거대 마그마굄은 깊이 20 - 90km 에 달하는 것으로 과거 생각했던 것 보다 더 큰 마그마 덩어리로 생각됩니다. 이 마그마 덩어리는 해저 화산이나 다른 지각활동에 밀접한 영향을 미치는 것으로 생각됩니다.  


 연구의 리더인 케리 키 (Kerry Key) 는 전자기장을 이용하는 신기술의 개발이 미래 지진학이나 맨틀과 지각을 연구하는 데 널리 사용될 수 있을 것으로 기대된다고 언급했습니다. 지금까지 상당수의 지질학적 연구는 지진파를 이용한 것이 많았으나 지질학자들은 이제 새로운 툴을 확보하므로써 앞으로의 지질 연구에 새로운 돌파구가 열릴 것으로 기대되는 것이 이번 연구의 또 다른 성과라고 하겠습니다. 


 위에서 언급된 태평양 판과 코코스 판의 위치는 아래 지도에서 확인할 수 있습니다. 이 연구는 Nature 지에 실렸습니다. 



(   The key principle of plate tectonics is that the lithosphere exists as separate and distinct tectonic plates, which float on the fluid-like (visco-elastic solid) asthenosphere. The relative fluidity of the asthenosphere allows the tectonic plates to undergo motion in different directions. This map shows 15 of the largest plates. Note that the Indo-Australian Plate may be breaking apart into the Indian and Australian plates, which are shown separately on this map. 출처 USGS ) 



 참고 



Journal Reference:

  1. Kerry Key, Steven Constable, Lijun Liu, Anne Pommier.Electrical image of passive mantle upwelling beneath the northern East Pacific RiseNature, 2013; 495 (7442): 499 DOI: 10.1038/nature11932






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