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고대 대륙 지각은 말라붙은 해양 지각



 (Schematic diagrams of two plausible models to generate TTG (Tonalite-Trondhjemite-Granodiorite) in the Archean Earth. Credit: Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-72701-4)

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지구는 생성 초기에 거의 바다만 있는 행성이었습니다. 지금도 육지를 깍아 바다에 매립하면 수km 깊이의 바다만 남게 되는데, 지구 초기엔 맨틀이 지금보다 뜨거워 저장하는 물의 양이 지금보다 적었고 바다가 더 깊었을 가능성이 있습니다. 반면 아직 판구조가 생기기 전이라 큰 대륙은 없었습니다.

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과학자들은 초기 대륙이 어떻게 생성된 것인지를 연구해 왔습니다. 그 결과 의외로 오래전부터 대륙 지각이 존재했다는 사실을 알아냈습니다. 앞서 소개드린 것처럼 초기 대륙이 섭입대에서 적어도 35억 년 이전에 존재했다는 증거가 있습니다.

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이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/224282705144

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홍콩 대학의 쿤 샹 (Kun Shang NWU-HKU Joint Centre of Earth and Planetary Sciences, Department of Earth and Planetary Sciences, The University of Hong Kong)과 동료 과학자들은 중국의 지구상에서 가장 오래된 지각 조각 중 하나인 중국 북중국 크라톤에서 시생대 암석을 채취했습니다. 지구의 대륙 지각은 토날라이트-트론드예마이트-그라노다이오라이트 (TTG, tonalite-trondhjemite-granodiorite)라는 암석의 비중이 높습니다. 과학자들은 TTG가 함수성 고철질 암석의 용융을 통해 형성되었다는 사실은 오래전부터 알고 있었지만, 그 근원 암석에 대해서는 오랫동안 논쟁이 이어져 왔습니다.

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연구팀은 약 27억 년에서 25억 년 전으로 추정되는 화강암 22개와 여러 각섬석(현무암)을 분석했습니다. 각 암석에서 다양한 형태의 황 원자(질량에 독립적인 Δ 33 S라는 특수한 형태 포함)와 규소 원자를 측정했습니다.

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그 결과 예상치 못했던 놀라운 사실이 밝혀졌습니다. 황 동위원소의 질량 독립 부분 (Mass-independent fractionation (Δ³³S ≠ 0)) 이 0이 아니었던 것입니다. 이는 무산소 대기에서 UV 광화학 반응으로 생긴 특이 신호로, 깊은 맨틀에서는 거의 나타나지 않습니다.

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오히려 이 조성은 과거 이 지각이 말라붙은 해양 지각의 일부라는 사실을 보여주고 있습니다. 과거에는 초기 대륙이 맨틀에서 분출한 물질로 이뤄졌다고 생각했지만, 이번 연구는 지구 최초의 대륙은 대부분 재활용된 해양 지각과 퇴적물로 만들어졌음을 시사하고 있습니다. 앞서 연구와 결합해 생각하면 섭입 현상에 의해 대륙이 형성되고 일부는 지금까지 살아남았음을 시사합니다.

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이 시기 해양 지각이 섭입대에서 맨틀로 사라지지 않고 지금까지 생존할 수 있었던 것은 당시 맨틀이 지금보다 뜨거울 뿐 아니라 해양 지각이 더 두꺼웠기 때문으로 생각됩니다. 다만 초기에는 대륙의 크기가 크지 않았고 지구 대부분은 바다로 덮혀 있었습니다.

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아무튼 이런 연구 결과들을 보면 생명체가 존재하는 외계 행성 역시 초기에는 바다만 있는 행성일 가능성도 있다고 생각됩니다. 우리는 육지에 사는 동물이기 때문에 외계인이나 외계 생명체도 육지에 있는 것을 주로 상상하지만, 현실은 그렇지 않을 가능성이 높다는 점은 지구 역사를 봐도 알 수 있습니다. 육지에 동식물이 상륙한 것은 38억 년 동안 지구 생물 역사 전체에서는 최근인 4억 년 정도이기 때문입니다. 외계 행성에 생명체가 존재할 수 있는 가장 가능성 높은 장소는 역시 바다일 것입니다.

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참고

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https://sciencex.com/news/2026-05-ancient-continents-built-sun-ocean.html

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Kun Shang et al, Coupled sulfur-silicon isotopes reveal supracrustal origin of Archean continents, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-72701-4

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