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지구물리학적 증거

지구물리학적 조사결과 대륙붕의 다양한 내부구조를 밝혀냈는데, 암반해안의 대륙붕은 보초산호 뒤의 석호 또는 퇴적물로 채워진 암반분지(岩盤盆地)이거나 퇴적물로 얇게 덮인 침식된 대지로 밝혀졌다.

단구의 구조에 대한 최초의 탄성파 탐사에서는 미국의 거대한 대서양 단구사면 아래의 층리면이 위쪽으로 굽은 것을 확인하였다. 이러한 사실은 단구의 성인을 침강과 함께 분지구조의 관점에서 해석할 수 있게 하였다. 그러나 후에 대륙주변부 하부에 위치한 전체 지각은 멕시코 만의 연안을 따라 아래로 굽어지고 있는 과정에 있음을 밝혔다.

심해유정(油井) 탐사에 의하면 제3기 및 중생대 후기 퇴적물이 적어도 1만m 두께로 쌓였으며, 최하부의 퇴적물은 적어도 3번 정도 압축받았었음을 시사했다.

해양퇴적의 면에서 보면 연안에서 침식되는 양은 하천에서 유입되는 퇴적물의 1％에 불과하지만, 흔히 발견되는 해저단구의 구조는 퇴적물이 쌓여 형성된 것이 많음을 잘 설명해준다. 해저단구의 여러 단면을 보다 세밀히 조사해보면 다음과 같은 발달과정을 알 수 있다.

먼저 지각의 급속한 침강이 대륙붕과 일부 사면에서 일어난다. 그 다음에는 지각이 안정된 동안 육지쪽으로부터 상당한 경사를 가지고 퇴적이 일어난다. 어떤 경우에는 대륙사면의 붕단을 넘어 심해까지 퇴적이 일어난다. 위의 두 과정은 계속 반복된다. 일반적으로 지각의 침강은 부분적으로는 새로 쌓인 퇴적물의 무게로 인해 일어나고, 다른 일부분은 심층퇴적물의 고화작용 및 지각이 장력에 의해 얇아지고 맨틀 대류에 의해 하부지각이 소실되면서 일어난다.

지질학적 관계들

대륙붕은 뚜렷이 대륙이동설 및 해양저확장설과 관련된다.

대륙이동설에 대한 가장 유력한 증거는 대서양이 아메리카와 유럽-아프리카 사이에서 중생대 동안 형성된 열곡으로 구성되어 있다는 것이다. 이것은 지각이 분열된 이후 형성되었어야 하는 양쪽 대륙의 대륙붕이 모두 백악기 초기의 것으로 서로 일치하기 때문이다. 대륙이동설은 대서양의 두 반대편 주변부가 잘 일치한 것에서 유래했으나 지금은 고지자기학, 심해굴착, 지질학적인 일치, 페름 빙하기의 잔류물 및 고생물지리학에 의해 뒷받침되고 있다.

1970년대 이후 점차적으로 많은 학자들이 판구조론(板構造論)의 관점에서 대륙붕 및 이와 연관된 다른 구조들의 성인을 규명하려는 시도를 해왔다.

이 이론에 의하면, 태평양의 대륙붕들은 2개의 판들이 서로 상대적으로 미끄러지는 파쇄대(破碎帶)나, 2개의 판들이 충돌하여 한 판은 하부의 부분적으로 용융된 연약권(軟弱圈) 밑으로 들어가 소멸되고 다른 한 판은 융기되어 하부의 판 위로 올라오는 현상이 일어나는 침강대(沈降帶)로 진행하는 암석권(岩石圈) 판에서 대륙주변부의 앞부분인 것으로 해석하고 있다.

이러한 기원의 대륙붕들은 대체로 경사가 급하고 변형을 많이 받았으며, 침식기원의 쇄설물로 구성된 얇은 퇴적층으로 덮여 있다. 반면 대서양의 대륙붕들은 판구조론적인 변형을 거의 보여주지 않으며 두꺼운 퇴적층으로 덮여 있다. 이곳의 대륙붕들은 수백만 년 전 거대한 판이 갈라지고 수축하면서 대서양 분지를 형성할 당시 만들어진 새로운 해양판(海洋板) 끝부분의 잔유물로 보고 있다. 그후 판의 가장자리는 점차 압축되고 침강하였으며, 대륙으로부터 많은 양의 모래·실트·점토가 공급되어 바다쪽의 해저를 따라 퇴적되었다.

대륙붕단은 열곡이 생긴 이래 가장 오래된 것이며 원래의 대륙주변부는 확장되어 측면이 없어져 얇아지게 되었다.

로컬과 포큐파인 뱅크의 분열 및 이베리아 반도의 회전은 지각의 변형을 가져왔다. 알프스 산맥의 조산운동도 자체 지각판을 뒤틀리게 하였다. 화산활동과 삼각주 형성은 대륙붕에 새로운 물질을 삽입시켰다. 그러나 이러한 변형에도 불구하고 양쪽 대륙붕은 잘 일치하고 있으며, 이것은 대륙이동설의 가장 유력한 증거이다. 따라서 대서양의 단구나 대륙붕의 열곡작용에 의해 형성된 다른 주변부의 기원과 연대가 잘 설명될 수 있다.

수심이 깊은 내해의 연대가 젊은 단구들은 이러한 맥락에서 설명될 수 있다. 즉 단구들은 해저면이 침강된 후 형성된 것이다. 그러나 태평양 주변부는 원시대양분지와 수억 년 동안 경계를 이루고 있었다. 태평양 주변부의 단구들은 규모가 작은데, 이는 대륙이 해양저와 단구를 덮어버리거나 또는 해양지각이 맨틀 대류에 의해 대륙지각 밑으로 비스듬히 섭입(攝入)되기 때문이다.

어떻게 해저단구가 형성되는가에 대한 의문은 비록 넓은 관점에서 보더라도 매우 복잡한 답을 요구한다.

즉 연안 침식작용도 일부 연관되어 있지만, 침강중인 주변부에 퇴적작용이 일어나는 것이 더 중요하다. 또한 단층과 해저침식도 관련되어 있다. 수심이 얕은 내해는 단구와는 관계가 없고 해수가 채워진 전형적인 대륙지역으로 간주된다. 한편 수심이 깊은 내해는 대륙이 이동함으로써 생긴 열곡 때문에 함몰된 대륙지역으로 보고 있다. 지금까지 얻어진 지식에도 불구하고 많은 해저단구들, 특히 태평양의 해저단구의 성인과 소멸은 아직 분명치 않은 상태로 남아 있다.