기본 콘텐츠로 건너뛰기

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






댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...