판구조론의 역사 파헤치다

대륙 하나로 뭉쳐 있었던 초대륙
지질학자들은 ‘판게아’라고 불러
신비한 ‘판구조론’ 이론을 근거로
다시 다가올 초대륙 이야기 접근
미래 지구대륙의 모습 유추 가능

다가올 초대륙/ 로스 미첼/ 이현숙 옮김/ 흐름출판/ 2만4000원

현재의 각 대륙은 저마다 고유한 형태를 띠고 전 세계에 흩어져 있지만, 한때 서로 꽉 맞물려 있었다는 사실은 초등학교 때부터 배워 알고 있는 과학상식이다. 지질학 용어로 초대륙(Supercontinent)이다. 2억∼3억년 전으로 여러 대륙이 한데 뭉쳐 있었던 초대륙을 지질학자들은 ‘판게아(Pangaea)’로 부른다. 지구 위 하나의 거대한 대륙을 말한 이름은 그리스어로 ‘모든 땅(All Earth)’을 의미하며, 당시 지구의 대부분 육지가 하나로 합쳐져 있던 상태였다.

‘다가올 초대륙’은 40억년간 지구 지질 역사에 존재했던 판게아 등 초대륙의 탄생과 소멸 과정에 대한 이론과 가설을 모아놓은 흥미로운 자연과학책이다.

‘다가올 초대륙’은 미국 지질학자 로스 미첼 중국과학원 연구교수가 적어도 과거 판게아를 포함해 3개의 초대륙이 존재했다는 증거에서부터 약 2억년 후에 만들어지리라 예상되는 초대륙에 대한 전망을 다룬 지구과학 교양서다. 지구의 대륙 이동, 초대륙 주기(supercontinent cycle) 이론과 관련된 연구 전문가인 저자는 신비로운 ‘판 구조론’을 근거로 과거의 초대륙의 증거와 먼 미래에 다가올 초대륙 이야기를 흥미롭게 전한다.

판 구조론은 대륙의 이동을 설명하는 이론으로, 지구에서 일어나는 모든 지질 현상을 논리적으로 설명하는 지질학의 핵심이다. 판 구조론이라고 하면 우리의 현실과는 거리가 있는 이론처럼 여겨지겠지만, 화산, 지진, 쓰나미와 같은 자연 현상이 판 구조 운동에 의한 것이다. 우리가 딛고 선 땅은 무척이나 단단하지만, 사실은 떠다닌다. 땅은 액체 성질을 띤 맨틀 위에 있다. 맨틀에서는 대류 흐름이 일어나고, 이는 땅의 이동에 영향을 준다. 맨틀은 땅, 즉 판 자체를 밀고 당기는 힘에 개입하기도 한다. 이런 갖가지 힘이 상호 작용함에 따라 판이 움직이는 방향과 속도가 결정된다는 이론이다.

로스 미첼/ 이현숙 옮김/ 흐름출판/ 2만4000원

인류 초기 문명의 요람이었던 동아프리카 열곡대(아프리카 대륙을 동서로 갈라놓는 지각판의 경계 지역)의 깊은 호수들도 판 구조 운동으로 만들어진 결과물이다. 몇억년 전 지구를 휩쓴 극심한 기후변화로 인해 이 호수들이 말라버리게 되자 우리의 조상들은 생활 방식을 바꿔야만 했고, 사람이 살 만한 땅을 찾기 위해 상상도 할 수 없는 먼 거리를 걸어 이동해만 했다. 아프리카 대륙을 넘어 또 다른 대륙들로 인류가 뻗어나간 기원도 그 근원을 파고들다 보면 지구 환경의 변화를 불러일으킨 판 구조 운동의 영향이라고 할 수 있다. 오늘날 지구의 기후변화가 인류의 생활 방식에 어떤 영향을 미칠지 이해하려면, 근본적 이유를 알려줄 판 구조 운동을 이해하는 것부터 중요하다는 게 저자의 설명이다.

이러한 ‘판의 이동’에 대한 이론은 독일의 기상학자이자 지질학자였던 알프레트 베게너가 처음으로 세계를 여행하며 관찰한 뒤 1912년 발표한 “모든 대륙은 맨틀 위를 매우 느리지만 이동하고 있다”는 ‘대륙 이동설’이었다. 이를 근거로 해서 지질학자들은 지구가 탄생한 뒤로 약 45억년에 이르는 기간 중 2억∼3억년 전의 판게아 외에 그 이전에 적어도 두 번의 ‘로디니아’,‘컬럼비아’ 같은 초대륙이 더 존재했다고 말한다. 로디니아는 약 11억년 전, 컬럼비아는 약 18억년 전에 형성된 초대륙을 말한다. 이 ‘초대륙’들은 땅이 반복적으로 합쳤다가 분리된 증거를 제공한다.

판 구조 이론이 무엇보다 중요한 이유는 이 지구의 생성 과정이 어떠했는지를 통해 미래의 지구 대륙의 모습도 유추할 수 있기 때문이다. 저자는 판 구조 이론을 토대로 2012년 2월, 자연과학 분야 최고 권위를 지닌 학술지 ‘네이처’에 ‘초대륙 순환 시 이전 초대륙의 배회 축에서 다음 초대륙의 배회 축으로 90도 이동이 있었을 것’이라는 가설을 데이터로 검증해낸 연구 논문을 실어 지질학계에 반향을 일으켰다. 그의 이 연구 논문은 하버드대 교수이자 세계 지질학계의 거성인 폴 호프먼이 ‘수십 년 동안 초대륙 연구 분야에서 가장 큰 진전’이라고 일컬었을 만큼 중대한 발견으로 인정받는다.

그는 자신의 연구를 토대로 약 1억5000만∼2억년 후쯤이면 오늘날의 북아메리카와 남아메리카가 각각 동쪽과 서쪽 해안을 마주 보도록 회전할 것이라고 예측했다. 미국 뉴욕과 페루 리마가 맞닿게 되고 두 아메리카 대륙은 북극에서 아시아와 충돌하며, 오스트레일리아는 유라시아와 합류하게 되는 일련의 과정을 거쳐 형성될 초대륙을 그는 ‘아마시아’로 명명했다.

저자의 주장대로 다음 초대륙이 과연 나타날지, 또 어떤 모습일지는 현재로선 추측에 불과하다. 우리가 평생 사는 동안 혹은 우리의 자녀, 손주, 증손자, 더 먼 훗날의 자손들이 살아가는 동안에도 일어나지 않을 일이며, 그렇기 때문에 가까운 시일 내에 가설의 검증이 불가능하다. 저자의 가설이 지금은 상상하기 힘들지만, 언젠가는 우리에게 닥쳐올 미래라는 점에서 판 구조론을 공부하는 건 충분히 가치 있는 일임을 저자는 강조한다.

책을 통해 독자는 100년도 살지 못하는 인류가 1년에 약 1.91㎝(사람 손톱이 1년간 자라는 정도) 움직이는 대륙을 탐구 대상으로 삼아 그 이동의 원리와 그것이 불러올 변화를 예측하는 데 온 생을 거는 학자들의 모습에 경이감이 든다.

박태해 선임기자 pth1228@segye.com