PLUME 구조론 과 지진파 토모그라피

PLUME 구조론 과 지진파 토모그라피

최근의 지구물리학 및 지질학 연구에 의하면, 핵과 맨틀사이에는 얇은 두께의 경계층(D-layer, 약 지표로부터 2700-2900 km 깊이)이 존재한다는 설이 받아들여 지고 있다. 경계층의 상하부에는, 압력과 온도에 따른 철의 용융곡선과 맨틀의 온도구배를 고려할 때, 1500 K 이상의 온도구배가 존재할 것으로 추정된다. 특히 해양지각의 더미(cold plume)들이 맨틀 바닥으로 떨어지면, 맨틀내의 주변 온도차가 충분히 크게 되어 경계층이 두텁게 발달된다. 이런 경우 맨틀은 내부 열을 효율적으로 나를 수 있는 난류 상태로 되어, 맨틀 물질 자체가 부력을 받아 상승류(hot plume)를 형성하여 이동하게 되며, 이것이 1990년대 들어오면서 판구조론을 수정하게 만든 신 학설, 플룸론(plume theory)의 기본 개념이다. 지진파의 속도는 통과하는 매질의 물성에 기인한다. 지진파가 지구 내부 맨틀의 어떤 부분을 통과할 때, 꼭 지체되는 구간과 빨라지는 구간이 따로 있으며, 이같이 불균질한 매질의 물성의 차이는 불균질한 온도가 주 원인일 것으로 해석되고 있다. 최근의 지진학자들은 이같은 원리를 이용하여 맨틀에 대한 3차원 지진파 토모그래피를 만들어 냈다.
1980년대 후반에 와서 지구 내부의 3차원 구조를 밝히는 지진파 토모그래피 (tomography)라는 수법에 의하여 맨틀의 자세한 구조를 알게 되었다. 그 때까지 지구는 심부를 향해 같은 구조와 물질로 변화해 간다는 구대칭(球對稱) 모델이 제시되어 있었다.
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