1O1

지구 101 명왕누대·시생누대

화산은 왜 그 자리에 있나

— 해령·섭입대·열점

세계 화산 분포도는 무작위가 아니다. 화산이 생길 수 있는 자리는 딱 세 종류뿐이고, 그 자리가 마그마의 성분과 분화 방식까지 결정한다. 해령은 압력이 풀려서, 섭입대는 물이 녹는점을 낮춰서, 열점은 깊은 곳에서 올라와서 녹는다.

101 · 지구 101LESSON 017

지구 101 017

오늘의 질문

세계 화산 분포도를 펴 놓으면 화산은 지구에 고르게 흩어져 있지 않습니다. 대부분이 몇 개의 선을 따라 늘어서 있습니다. 그런데 하와이는 그 선에서 3,000km 넘게 떨어진 태평양 한가운데 있습니다. 같은 화산인데 왜 자리가 이렇게 다를까요?

오늘의 수업

오늘의 학습 목표

분포에서 원인 읽기 — 흩어진 점들에서 규칙을 찾고 그 규칙의 원인을 묻기

예외의 가치 — 하와이라는 예외가 새로운 메커니즘(열점)을 드러냈다

조건 바꾸기 — 온도를 올리는 것 말고도 녹이는 방법이 있다는 발상

이론의 통합력 — 좋은 이론은 사실을 늘리는 것이 아니라 이어 붙인다

화산은 왜 그 자리에 있나 — 해령·섭입대·열점

숫자로 보는 오늘

화산이 생기는 자리 해령·섭입대·열점

6만 5천 km

해령의 총 길이 지구에서 가장 긴 산맥

약 1,350개

지난 1만 년 안에 분화한 적 있는 화산

81%

환태평양대에서 일어난 대규모 지진의 비율

1. THE MAP IS THE ANSWER

화산 지도는 사실 판 경계 지도다

지구에는 지난 1만 년 안에 분화한 적 있는 화산이 약 1,350개 있습니다. 그중 500개 정도는 역사 기록이 남아 있는 시기에 실제로 터졌습니다.

2. DECOMPRESSION MELTING

해령 — 압력이 풀려서 녹는다

지구에서 가장 긴 산맥은 육지에 없습니다. 바다 밑에 있고, 길이가 약 6만 5천 km입니다. 지구를 한 바퀴 반 두르는 길이인데, 90% 이상이 깊은 바다에 잠겨 있어 눈에 띄지 않습니다.

3. WATER DOES THE MELTING

섭입대 — 물이 녹인다

태평양을 두르는 고리, 이른바 불의 고리입니다. 일본·필리핀·인도네시아·안데스·알래스카가 모두 여기에 있습니다.

물을 머금는다 해양 지각은 수억 년 동안 바닷물에 잠겨 있으면서 광물 구조 안에 물을 붙잡아 둡니다.
물을 뱉는다 판이 섭입해 깊이 내려가면 압력과 온도가 오릅니다. 그러면 광물이 구조를 바꾸면서 붙잡고 있던 물을 내놓습니다.
물이 올라간다 빠져나온 물은 가벼우므로 위쪽 맨틀로 스며 올라갑니다.
녹는점이 내려간다 물이 섞인 암석은 더 낮은 온도에서 녹습니다. 온도를 올린 것이 아니라 녹는 조건을 바꾼 것입니다.

4. HOT SPOTS

열점 — 판이 지나가는 자리

하와이로 돌아옵니다. 판 경계가 아닌데 화산이 있습니다.

5. THREE SETTINGS

세 자리를 한 장으로

이 표 한 장이 오늘의 질문에 대한 답입니다. 그리고 동시에 판구조론이 왜 강력한 이론인지를 보여줍니다. 화산의 위치, 마그마의 성분, 분화의 방식이 따로 노는 사실 세 개가 아니라 하나의 원인에서 함께 나옵니다.

확인 문제 1 / 6

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해령에서 맨틀 물질이 녹는 직접적인 이유는?

①주변보다 온도가 훨씬 높기 때문
②위로 올라오면서 압력이 낮아져 녹는점이 내려가기 때문
③바닷물이 스며들어 냉각되기 때문
④방사성 붕괴열이 집중되기 때문

정답 ② — 온도는 거의 그대로입니다. 압력이 풀리면서 같은 온도에서도 녹기 시작합니다. 이것을 감압 용융이라고 합니다.

확인 문제 2 / 6

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섭입대에서 차가운 판이 내려가는데도 그 위에서 화산이 만들어지는 이유는?

①마찰열이 암석을 녹이기 때문
②섭입하는 판이 내놓은 물이 위쪽 맨틀의 녹는점을 낮추기 때문
③판이 내려가며 압력이 낮아지기 때문
④해양 지각이 대륙 지각보다 잘 녹기 때문

정답 ② — 해양 지각이 머금고 있던 물이 깊이 내려가며 빠져나와 위쪽 맨틀로 올라갑니다. 물이 섞이면 암석은 더 낮은 온도에서 녹습니다.

확인 문제 3 / 6

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섭입대 화산이 해령 화산보다 폭발적인 이유로 가장 적절한 것은?

①마그마의 온도가 훨씬 높아서
②규소가 많아 마그마가 끈적해 가스가 빠져나가지 못해서
③분화구가 좁아서
④마그마의 양이 훨씬 많아서

정답 ② — 마그마가 지각을 통과하며 규소 함량이 높아지고 점성이 커집니다. 가스가 갇힌 채 압력이 쌓이다가 한계를 넘으면 폭발합니다.

확인 문제 4 / 6

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하와이가 판 경계에서 멀리 떨어져 있는데도 화산 활동이 일어나는 이유는?

①숨어 있는 판 경계가 있기 때문
②맨틀 깊은 곳의 거의 고정된 상승류 위를 판이 지나가기 때문
③해저 지각이 특별히 얇기 때문
④소행성 충돌 지점이기 때문

정답 ② — 열점은 위치가 거의 고정되어 있고 판이 그 위를 이동합니다. 그 결과 화산이 줄지어 남습니다.

확인 문제 5 / 6

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하와이 제도의 섬들이 북서쪽으로 갈수록 오래된 사실에서 직접 알아낼 수 있는 것은?

①맨틀의 온도
②태평양판이 움직인 방향과 속도
③지구 자기장의 세기
④해수면의 과거 높이

정답 ② — 나이 순서는 판의 이동 방향을, 섬 사이 거리를 나이 차로 나눈 값은 이동 속도를 알려 줍니다.

확인 문제 6 / 6

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지구에서 부피 기준으로 화산 활동이 가장 활발한 곳은?

①환태평양 화산대(불의 고리)
②바다 밑 해령
③하와이 같은 열점
④대륙 내부의 열곡대

정답 ② — 약 6만 5천 km에 이르는 해령에서 새 해양 지각이 끊임없이 만들어집니다. 다만 대부분이 깊은 바다에 있어 눈에 띄지 않습니다.

마무리 확인

오늘의 정리 — 생각해보기

해령과 섭입대는 둘 다 판 경계인데 분화 방식이 정반대입니다. 한쪽은 흘러나오고 한쪽은 터집니다. 만약 화산의 위험도를 예측해야 한다면, 그 화산이 어느 자리에 있는지를 아는 것이 왜 결정적인 정보가 될까요?

하와이는 판구조론으로 설명되지 않는 예외였습니다. 과학에서 예외를 만났을 때 택할 수 있는 길은 두 가지입니다 — 이론을 버리거나, 이론에 새 항목을 더하거나. 어떤 경우에 어느 쪽을 택해야 할까요? 하와이의 경우는 왜 후자였을까요?

하와이 제도의 섬들은 북서쪽으로 갈수록 오래됐습니다. 이 사실 하나만으로 알아낼 수 있는 것을 최대한 적어 보세요. 판의 이동 방향과 속도 말고도 더 있을까요?

과제 · 활동지를 풀고 서술형 문항에 자기 생각을 정리해 오기 웹 레슨 · https://101scenes.com/ko/earth/017-volcano-distribution/