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패럴론판

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약 1억 8천만 년 전 판탈라사해의 지도. 고대 태평양 지역에서 패럴론판은 동북쪽을 차지했다.

패럴론판(Farallon plate)은 고대에 존재했던 해양 지각판이다. 이 판은 이자나기판 및 피닉스판과 함께 판탈라사해를 구성하는 세 개의 주요 판 중 하나이며 삼중합점으로 연결되어 있다. 패럴론판은 판게아가 분리되고 쥐라기 초기에 삼중합점 중심에서 태평양판이 형성된 이후 당시 현대의 미국 유타주에 위치해 있던 북아메리카판의 서해안 아래로 섭입하기 시작했다. 이 판의 이름은 캘리포니아주 샌프란시스코 바로 서쪽에 위치한 패럴론 제도에서 유래했다.

패럴론판에서 유래한 후안데푸카판(익스플로러판 및 고르다판 포함), 코코스판(리베라판 포함), 샌앤드레이어스 단층의 형성 과정을 그린 그림

시간이 지나면서 패럴론판의 중심부는 북아메리카판의 남서부 아래로 섭입되었다. 패럴론판의 잔해로는 북아메리카판의 북부 아래로 섭입 중인 익스플로러, 고르다, 후안데푸카판과 중앙아메리카 아래로 섭입 중인 코코스판, 남아메리카판 아래로 섭입 중인 나스카판이 있다.[1]

패럴론판은 다른 먼 판에서 열개지된 오래된 열도와 다양한 대륙 지각 조각을 운반하는 역할도 했다. 이렇게 다른 곳에서 유입된 조각을 지체구조구 (때때로 "외래" 지체구조구)라고 부른다. 패럴론판이 섭입되는 동안 이 열도와 지체구조구는 북아메리카판에 부가되었다. 북아메리카 서부의 상당 부분은 이러한 부가된 지체구조구들로 구성되어 있다.

판의 단층 촬영 영상

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고대 지각판인 패럴론판은 지구 표면 깊숙한 곳을 관찰할 수 있는 방법을 통해 연구해야 한다. 패럴론판에 대한 이해는 지진 토모그래피에서 얻은 정보가 섭입된 잔해에 대한 향상된 세부 정보를 제공하면서 발전해 왔다. 북아메리카 서해안은 복잡한 구조를 가지고 있기 때문에 이 복잡성을 해결하기 위해 상당한 노력이 필요했다.[2]

북아메리카 아래로 섭입된 패럴론판의 단층 촬영 영상. 지진파의 속도가 이동하는 물질의 온도에 따라 달라짐을 보여준다.

지진 토모그래피는 섭입된 판의 잔해를 지진 영상화하는 데도 사용되는데 이는 해당 판이 여전히 "차갑기" 때문이며, 즉 맨틀과 열평형에 도달하지 않았음을 의미한다. 이는 토모그래피 사용에 있어 중요한데 지진파는 온도가 다른 물질에서 서로 다른 속도로 이동하기 때문에 패럴론판의 슬래브가 토모그래피 모델에서 속도 이상 현상으로 나타나기 때문이다.[3][4]

낮은 각도의 섭입과 변형

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다수의 연구에 따르면 패럴론판의 섭입은 비교적 낮은 각도로 상부 지각(이 경우 북아메리카) 아래로 섭입되는 "평판 섭입" 시기가 눈에 띈다.[3][5][6][7] 이러한 현상은 일반적인 섭입 생성 조산 운동보다 수렴 경계에서 훨씬 더 멀리 떨어진 로키산맥 및 북아메리카 내륙 산맥의 조산 운동을 설명한다.[5][6]

지구 맨틀 깊은 곳에 있는 패럴론판의 잔해에 대한 나사의 소프트웨어 모델

또한 이러한 평판 섭입 현상으로 인해 슬래브의 상당한 변형이 발생했으며, 이는 지진 토모그래피를 통해 영상화되었다. 토모그래피에는 슬래브 자체보다 더 두꺼운 속도 이상 현상이 집중되어 있는데 이는 섭입 과정에서 지표면 아래에서 접힘과 변형이 발생했음을 나타낸다.[3][4][7] 즉, 슬래브의 더 많은 부분이 하부 맨틀에 있어야 하지만 변형으로 인해 상부 맨틀에 더 얕게 머물러 있는 것이다.[3]

오늘날 캘리포니아에 있는 일부 부가된 지체구조구를 보여주는 지도.

이러한 낮은 섭입 각도와 그에 따른 변형을 설명하기 위해 여러 가설이 제안되었다. 일부 연구에서는 북아메리카판의 더 빠른 이동이 슬래브를 평평하게 만들었고, 결과적으로 슬래브 롤백이 발생했다고 제안한다.[3] 평판 섭입의 또 다른 원인은 해대 (또는 대양 홍수 현무암)의 존재에 영향을 받는 특성인 슬래브 부력일 수 있다.[3][8] 슬래브 부력에 영향을 미치는 것 외에도 일부 해대는 북아메리카에 부가되었을 수도 있다.[7][8]

이러한 변형이 슬래브의 찢어짐을 포함할 정도로 심각할 수 있으며 섭입된 패럴론판의 일부가 떨어져 나와 여러 슬래브 잔해를 생성했다는 주장도 있다. 이는 토모그래피 연구에 의해 뒷받침되며 경계에서 멀리 떨어진 내륙의 라라미드 조산 운동 구조 형성에 대한 설명을 제공한다.[4][7][9]

패럴론판 섭입에 대한 해석

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2013년 연구에서는 최근의 토모그래피 모델을 바탕으로 패럴론판을 북부 패럴론, 앙가유참, 메즈칼레라, 남부 패럴론 분절로 분할해야 한다고 제안하며, 부가된 지체구조구의 설명되지 않은 복잡성 중 일부를 설명할 수 있는 두 개의 추가적인 섭입판을 제시했다.[2][10] 이 모델에 따르면 북아메리카 대륙은 일련의 섭입 해구 위를 통과했으며 여러 미대륙 (현대의 인도네시아 군도와 유사함)이 추가되었다. 이러한 미대륙은 이전의 패럴론 섭입 모델에는 나타나지 않는 인접한 해양판을 가지고 있었을 것이므로 이 해석은 충돌 역사에 대한 다른 관점을 제시한다. 이 모델에 근거하면 판이 서쪽으로 이동하면서 다음과 같은 지질학적 사건이 발생했다.[10]

현대 캐스케이디아 섭입대 지역, 패럴론판의 잔해인 후안데푸카판이 섭입하고 있다
  • 1억 6500만 년 ~ 1억 5500만 년 전: 외래 지체구조구(메즈칼레라곶)가 섭입되기 시작하고 로키산맥의 조산 운동이 시작됨.
  • 1억 2500만 년 전: 북아메리카판이 열도와 충돌하여 세비어 조산 운동을 일으킴.
  • 1억 2400만 년 ~ 9000만 년 전: 메즈칼레라곶이 덮이면서 태평양 북서부에 오미네카 마그마대가 형성됨.
  • 8500만 년 전: 목테주마 화산 지대에서 소노라 화산 활동 발생.
  • 8500만 년 ~ 5500만 년 전: 부력이 있는 지체구조구가 부가되면서 라라미드 조산 운동 발생.
  • 7200만 년 ~ 6900만 년 전: 열도가 완전히 섭입되면서 현재의 캐나다에서 카맥스 화산 활동 발생.
  • 5500만 년 ~ 5000만 년 전: 실레치아 및 환태평양 지체구조구의 부가 발생.[7]
  • 5500만 년 ~ 5000만 년 전: 코스트산맥 열도 화산 활동 종료.[10]

최종적인 군도인 실레치아 군도가 지체구조구로서 정착했을 때 관련 해구는 서쪽으로 이동했다. 이 과정에서 해양-해양 섭입 환경으로 특징지어졌던 해구가 북아메리카 연변부에 접근하여 결국 현재의 캐스케이디아 섭입대가 되었다. 이것이 슬래브 창을 만들었다.[11]

라라미드 조산 운동에 대한 패럴론판의 영향에 대해서는 슬래브의 탈수가 강렬한 융기와 마그마 활동으로 이어졌다는 모델을 포함하여 다른 모델도 제안되었다.[6]

같이 보기

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각주

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  1. ↑ Lonsdale, Peter (2005년 8월 1일). “Creation of the Cocos and Nazca plates by fission of the Farallon plate”. 《Tectonophysics》 404 (3–4): 237–264. Bibcode:2005Tectp.404..237L. doi:10.1016/j.tecto.2005.05.011.
  2. 1 2 Goes 2013.
  3. 1 2 3 4 5 6 Schmid, Christian; Goes, Saskia; van der Lee, Suzan; Giardini, Domenico (2002년 11월 30일). “Fate of the Cenozoic Farallon slab from a comparison of kinematic thermal modeling with tomographic images”. 《Earth and Planetary Science Letters》 204 (1): 17–32. doi:10.1016/S0012-821X(02)00985-8. ISSN 0012-821X.
  4. 1 2 3 van der Lee, Suzan; Nolet, Guust (March 1997). “Seismic image of the subducted trailing fragments of the Farallon plate”. 《Nature》 386 (6622): 266–269. doi:10.1038/386266a0. ISSN 1476-4687.
  5. 1 2 Currie, Claire A.; Copeland, Peter (2022년 1월 25일). “Numerical models of Farallon plate subduction: Creating and removing a flat slab”. 《Geosphere》. doi:10.1130/GES02393.1. ISSN 1553-040X.
  6. 1 2 3 Humphreys, Eugene; Hessler, Erin; Dueker, Kenneth; Farmer, G. Lang; Erslev, Eric; Atwater, Tanya (July 2003). “How Laramide-Age Hydration of North American Lithosphere by the Farallon Slab Controlled Subsequent Activity in the Western United States”. 《International Geology Review》 45 (7): 575–595. doi:10.2747/0020-6814.45.7.575. ISSN 0020-6814.
  7. 1 2 3 4 5 Schmandt, B.; Humphreys, E. (2011년 2월 1일). “Seismically imaged relict slab from the 55 Ma Siletzia accretion to the northwest United States”. 《Geology》 39 (2): 175–178. doi:10.1130/G31558.1. ISSN 0091-7613.
  8. 1 2 Kerr, Andrew C. (2015), 〈Oceanic Plateaus〉, Harff, Jan; Meschede, Martin; Petersen, Sven; Thiede, Jörn (편집), 《Encyclopedia of Marine Geosciences》, Dordrecht: Springer Netherlands, 1–15쪽, doi:10.1007/978-94-007-6644-0_21-1, ISBN 978-94-007-6644-0, 2024년 10월 18일에 확인함
  9. ↑ Hawley, William B.; Allen, Richard M. (2019년 7월 16일). “The Fragmented Death of the Farallon Plate” (영어). 《Geophysical Research Letters》 46 (13): 7386–7394. doi:10.1029/2019GL083437. ISSN 0094-8276.
  10. 1 2 3 Sigloch & Mihalynuk 2013.
  11. ↑ Goes 2013; Sigloch & Mihalynuk 2013.

참고 문헌

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외부 링크

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