지각(地殼, Crust, earth crust)은 지구의 껍데기 부분으로 대륙 지각과 해양 지각이 있다.
지각은 지구의 표면을 둘러싸고 있는 부분으로, 토양과 암석으로 이루어진다.
지구의 내부구조를 층으로 구분했을 때 가장 바깥쪽의 표면을 구성하는 부분으로 지표부터 모호로비치치불연속면(모호면)까지의 부분이다. 피자의 가장자리를 크러스트(crust)라 하는 것처럼 지구의 가장자리인 지각을 earth crust라 부른다. 지각 구조는 지진파, 중력, 자기장 등에 의해 연구되어 왔으며, 현저한 지역차가 있다는 사실이 알려졌다.
지구 전체 부피의 약 1%를 차지하며 지구 전체 질량의 0.5% 미만을 차지한다. 지각을 구성하는 원소는 90종 이상이나, 가장 많은 비율을 차지하는 것은 산소(O), 규소(Si), 알루미늄(Al), 철(Fe), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 칼륨(K), 마그네슘(Mg)의 순서로서 위의 8가지 원소를 지각의 8대 원소라 한다. 지각의 8대 원소가 차지하는 비율은 전체의 98%이상이다.
지각은 대륙지각과 해양지각으로 나눈다. 대륙지각은 20~70km의 두께에 2.7g/cm³의 평균 밀도를 가지고, 해양지각은 약 5~15km의 두께에 3.0g/cm³의 평균 밀도를 가진다. 대륙지각은 Si(규소), K(칼륨) 및 Na(나트륨)이 많은 화강암질 암석으로 이루어지고, 해양지각은 Fe(철), Mg(마그네슘) 및 Ca(칼슘)이 많은 현무암질 암석으로 이루어진다. 두 지각의 밀도 차이로 인해 밀도가 큰 해양지각이 상대적으로 밀도가 작은 대륙지각 아래로 내려가 해구가 형성된다. 그리고 지진파의 속도차로 상부지각과 하부지각으로 나누기도 한다. 상부지각에서는 P파의 속도가 6km/s이지만 하부지각에서는 6.8km/s로 빨라진다.
판구조론(Plate Tectonics)에 따르면 해양지각은 해양판(海洋板)의 최상부로서 중앙해령에서 형성되는 것이며, 구조가 균등한 것은 그 형성 과정과 관계가 있는 것으로 분석된다. 해양지각은 해양판(plate)의 움직임에 따라 항상 변화되고 있기 때문에, 가장 오래된 연대의 지역에서도 2억년 정도이다. 이와는 달리 대륙지각의 대부분은 지구가 생긴 지 얼마 안 되어 형성된 것으로서, 해양지각보다 매우 오랜 역사를 가지고, 지각이 맨틀 위에 정수압(靜水壓) 평형상태로 떠 있는 지각평형을 이루고 있다. 절대연대 측정으로 확인된 가장 오래된 지각 암석연령은 약 35억년이다.
대륙지각[편집]
대륙지각(大陸地殼, continental crust)은 모호로비치치불연속면 위에 위치하는데, 평균 두께는 35km이며 해양지각보다 두껍다. 대륙지각 속에는 지진학적 불연속면인 콘래드불연속면이 있는데, 지표에서 15∼25km 되는 곳에 있다. 이에 의하여 대륙지각은 상부와 하부로 나누어진다. 상부는 화강암질의 비교적 가벼운 암석(시알)으로 되어 있고, 하부는 현무암질의 무거운 암석(시마)으로 되어 있다. 대륙이 바다보다 높게 솟아 있는 것은 이처럼 시마 위에 시알이 놓여 있기 때문이다. 지구물리학에서 연구한 바에 따르면 지표의 기복에 따라 대륙지각의 하부 분포 상태가 달라진다. 높은 산 밑에는 시알층의 뿌리가 시마층 속에 깊이 들어가 있고, 얕은 곳의 뿌리는 얕게 들어가 있어 지각의 균형이 이루어져 있다고 한다.
해양지각[편집]
해양지각(海洋地殼, oceanic crust)은 해양을 이루는 부분의 지각을 말하며 두께는 6~20km이다. 주로 현무암질 암석으로 구성되어 있고 감람석, 휘석 등이 주된 구성광물이다. 해양지각은 대륙을 구성하는 대륙지각과는 여러가지 구별되는 특징을 가진다. 대륙지각에 비해 철과 마그네슘의 함량이 많고 알루미늄의 양은 적다. 따라서 밀도는 대륙지각(2.7g/cm³)에 비해 해양지각(3.0g/cm³)이 더 높다. 현무암질 암석은 판구조론의 발산경계인 해령에서 주로 생성되고 수렴경계인 해구에서 소멸되기 때문에 대륙지각에 비해 연령이 낮다.
콘래드불연속면(Conrad discontinuity)[편집]
지각에 존재하는 지진학적인 불연속면으로서, 1925년 오스트리아의 지진학자 콘래드에 의하여 발견되었다. 지각은 지진학적으로는 크게 두 부분으로 나눌 수 있다. 상부는 화강암질층이고, 하층은 현무암질층이다. 이 두 층 사이의 경계면이 콘래드불연속면이며, 대륙에서는 지표에서 15∼25km되는 곳에 있다. 해양지각은 화강암질층이 없으므로 콘래드불연속면이 존재하지 않는다.
모호로비치치불연속면(Mohorovicic discontinuity)[편집]
지각과 맨틀의 경계면으로, 지각을 통과한 지진파의 속도가 급격히 빨라진다.
1909년 유고슬라비아의 지진학자 안드리야 모호로비치치는 지하 약 50km 부근에서 지진파의 속도가 빨라진다는 사실을 알아냈다. 그는 같은 장소에서 동시에 출발한 P파 중 일부는 빨리 도착하고 일부는 늦게 도착하는 것을 관측하였다. 이를 바탕으로 지각 아래에 성분이 다른 물질로 이루어진 불연속면이 있다는 가설을 세웠다.
지진파는 밀도가 높은 곳에서 속력이 더 빠르다. 즉, 지각과 맨틀의 경계에서 굴절하여 밀도가 더 높은 맨틀을 통과한 P파는 더 빨리 도착하고, 밀도가 상대적으로 낮은 지각을 통과한 P파는 늦게 도착한다. 이는 거리가 짧지만 노면상태가 안 좋은 비포장도로로 가는 것보다 조금 먼 거리를 돌아가지만 고속도로로 가는 것이 더 빠른 것과 같다.
그의 연구업적을 기리어 지각과 맨틀의 불연속면을 모호로비치치불연속면(Mohorovicic discontinuity)이라 하고, 줄여서 모호면이나 M-불연속면이라고도 한다. 이후 더 많은 연구를 통해 모호면은 대륙에서 평균 지하 35km에, 해양에서 평균 지하 5km의 위치에 있음이 밝혀졌다.
모호면 이외의 불연속면으로는 맨틀과 핵의 경계인 구텐베르그불연속면(Gutenberg discontinuity)과 지각 내부의 화강암질층과 현무암질층의 경계인 콘래드불연속면(Conrad discontinuity)이 있다.
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참고자료[편집]
같이 보기[편집]
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