예일대 연구팀, 제3 가설 제안…”초대륙 운동 역사 일관된 설명 가능”

기존 가설 ‘3억년 전 판게아로 돌아간다’ ‘판게아 반대편 적도에 형성’

예일대 연구팀은 대략 1억 년 뒤에 지상의 모든 대륙들이 북극 중심을 향해 이동할 것임을 보여주는 새로운 지질학 모형을 발표했다. 그림은 북극을 중심으로 한 지구 북반구의 지도. 출처/ Nature

지구 대륙의 이동을 분석한 최근 연구에서, 먼 미래에 현재 대륙들이 북극을 중심으로 모여들어 ‘초대륙’을 형성할 것이라는 예측이 나왔다.

미국 예일대학의 로스 미첼 교수 연구팀은 과학저널 <네이처> 8일치에 낸 논문에서 현재 대륙들이 모두 다 북극 쪽으로 서서히 이동하면서 대략 5천만~2억 년 뒤에는 북극 주변에 거대한 초대륙(supercontinent)이 형성될 것으로 예측된다는 지질학 연구 모형을 발표했다. 아메리카와 아시아가 맞붙는 미래의 초대륙은 ‘아마시아(Amasia)’라고 불린다. (예일대 보도자료)

이런 예측은 지금까지 먼 미래에 형성될 초대륙이 적도 부근을 중심으로 형성될 것이라는 서로 다른 두 가지 지질학 모형과는 다른 것이어서 주목받고 있다. 이전에 나온 두 가지 가설이란, △하나는 대서양이 닫히면서 이전의 초대륙인 ‘판게아(Pangaea)’가 있었던 적도 자리 부근으로 현재의 대륙이 회귀해 또 다시 초대륙을 형성할 것이라는 내향성 모형(introversion model, 그림 맨 왼쪽)이며, △다른 하나는 대서양이 넓어지면서 판게아가 있던 자리의 반대편 적도 쪽에서 아메리카와 아시아가 모여들며 초대륙을 형성할 것이라는 외향성 모형(extroversion model, 가운데)을 말한다. 이번에 새로 제시된 모형은 이런 둘과는 달리 대륙들이 북극을 중심으로 모이는 운동을 할 것으로 예측했다는 점에서, 연구자들은 정향적 모형(orthoversion model, 오른쪽)이라는 이름을 붙였다.

초대륙의 미래 운동을 예측하는 두 가지 가설과 이번에 새롭게 제시된 가설. 내향적 모형(맨 왼쪽)은 현재 대륙들이 애초에 갈라져 나온 판게아의 옛 자리(적도)로 되돌아간다고 보며, 외향적 모형(가운데)은 현재 대륙들이 판게아가 있던 자리의 반대편 적도 지역에 모일 것으로 예측한다. 반면에 정향적 모형은 대륙을 이동시키는 힘이 북극 쪽으로 쏠리면서 대륙들이 북극 중심으로 모여들 것으로 내다본다. 출처/ Nature

연구팀은 지구 자기장의 변천 기록으로서 암석에 보존돼 있는 ‘고(古)자기’ 데이터와 초대륙 질량이 지구 운동에 어떤 영향을 끼치는지에 관한 기존 지식을 종합 분석해 그동안 지구 역사에서 나타난 초대륙들의 운동에서 일정한 각도 변화의 패턴을 찾아냈다. 판게아(약 3억 년 전)의 중심은 그 이전의 초대륙인 로디니아(Rodinia, 약 10억 년 전)의 중심에 비해 87도 각도로 꺾여 떨어진 곳에서 형성되었으며, 로디니아 초대륙의 중심은 그 이전의 초대륙인 누나(Nuna, 약 18억 년 전)의 중심에 비해 88도 각도로 꺾여 떨어진 곳에서 형성되었음을 밝혀냈다.

연구팀은 이런 기하학적인 차이가 우연의 일치가 아니며 지질학적 운동 메커니즘으로 해석하는 정향적 모형을 통해 설명해냈다. 연구팀은 이런 메커니즘을 적용하면 다음 번 초대륙은 북극해와 카리브해가 닫히면서(사라지면서) 아메리카와 아시아 대륙이 북극을 중심으로 맞붙는 아마시아 초대륙이 출현할 것이라는 예측을 내놓았다.

이번 모형이 주목받는 이유는 이전 초대륙 운동 모형들로는 지구 역사에서 먼 과거에 있었던 여러 초대륙 운동의 특징들을 모두 다 설명하기 힘들었으나 이번에 제시된 제3의 모형은 과거의 지질학적 데이터와 잘 들어맞기 때문이다.

‘초대륙 주기’ 가설이란, 지상의 여러 대륙들이 단일 초대륙으로 모였다가 다시 여러 대륙들로 흩어지고, 다시 하나로 모이는 과정을 되풀이한다는 지질학적 순환 주기를 말한다. 초대륙 주기의 길이와 관련해서는 캐나다 지질학자 윌슨(John Tuzo Wilson)의 제안이 대체로 받아들여지며, 이에 따르면 초대륙의 형성에는 대략 3억~5억 년의 주기가 있는 것으로 여겨지고 있다.