극지과학자가 들려주는 판구조론 이야기

딱딱한 지구가 대체 어떻게 순환을 한다는 걸까?

현대의 판구조론에 따르면, 바다 아래 놓인 긴 활화산 산맥인 중앙해령에서 지구 내부 물질이 분출됩니다. 이 물질은 아주 천천히 기나긴 이동을 거쳐 섭입대라고 불리는 깊은 바다 아래에서 다시 지구 안으로 돌아갑니다. 이러한 맨틀의 대류를 통해 지구의 내부와 외부의 물질이 순환하는 것이지요.
이 과정에서 지진과 화산 폭발이 일어나고, 대륙이 이동해 충돌하며, 해수와 대기의 조성도 변합니다. 지구 내부에서 올라온 물질은 지표 환경에 영향을 주고, 지구 속으로 되돌아간 물질은 지구 내부를 변화시킵니다.

판구조론에 대한 이해에서 중앙해령 탐사까지!

이 책의 목적은 판구조론을 고체 지구의 순환이라는 관점에서 초심자도 이해할 수 있을 만큼 쉽고 간략하게 정리하는 것입니다. 간단히 내용을 살펴보면, 1장에서는 일반적으로 알려진 지구의 구조와 달리 판구조론이 왜 역동적 모델인지에 대해 설명합니다. 그리고 2장에서는 판구조론의 핵심 구성요소들인 중앙해령, 변환단층, 섭입 그리고 맨틀 플룸의 활동을 지판의 생성과 소멸 그리고 귀환이라는 관점에서 정리합니다. 이어지는 3장에서는 판구조 운동이 지구환경에 가져오는 효과 몇 가지를 간략하게 설명합니다. 여기까지가 판구조론에 대한 일반적인 설명입니다. 따라서 1~3장을 이 책의 1부로 볼 수 있을 것입니다.
판구조론은 실험실과 연구실에서만 만들어진 이론 체계가 아닙니다. 수많은 현장 탐사, 특히 해양 탐사를 통해 획득된 다양한 데이터들에 기반을 두고 만들어진 것이지요. 지구 곳곳에는 아직 탐사되지 않은 곳들이 많으며 이 지역들에 대한 탐사 자료가 획득되고 해석되어갈수록 판구조론은 성장하고 그 기반은 더 단단해질 것입니다.
그런 차원에서 4장에서는 극지연구소에서 2011년부터 2021년까지 약 10년간 수행했던 중앙해령 탐사 결과를 소개합니다. 2009년 한국 최초 쇄빙연구선인 아라온호가 취항을 시작한 후 극지연구소는 그 전까지 미답으로 남아 있던 남극권 중앙해령에 대한 탐사를 수행해왔으며, 그 결과 중요한 과학적 성과들을 얻을 수 있었습니다. 이 장에서는 중앙해령에 대한 교과서적 지식이 아닌 현재 진행형 연구들을 맛볼 수 있을 것입니다.

세계적인 학자가 직접 들려주는 탐사 이야기

저자인 박숭헌 박사가 이끄는 연구팀은 지난 10년간 계속된 중앙해령 탐사와 연구를 통해 해저면 굴곡에 빙하기 간빙기 순환이 기록되어 있음을 밝혔으며, 그 메커니즘을 설명하여 세계적인 과학잡지 《사이언스》에 게재되었습니다. 이 연구는 지구의 이해에 획기적인 진전을 가져올 것이라는 평가를 받습니다.
또한 남극권 해령에서 세계 최초로 열수 분출구 지역을 발견하고 열수 생물 채취에 성공했으며, 어디에서도 보고되지 않은 새로운 맨틀을 발견하여 ‘질란디아-남극 맨틀’로 명명하고 그 결과를 《네이처 지오사이언스》에 싣기도 했습니다.
저자는 이 책의 마무리 작업을 아라온호에서 진행했습니다. 아직도 많이 남아 있는 호주-남극 중앙해령과 확장-균열대 탐사를 통해 지구에 대한 이해를 심화시키고자 하는 것이 저자의 바램입니다.