지구의 내부 구조, 지각의 구성 물질

지구의 내부구조, 지각의 구성물질

 

1. 지구의 내부구조

 

지구의 내부구조는 직접 볼 수 없으나 암석의 밀도가 깊이에 따라 달라진다는 사실을 지진파의 측정에 의해서 알 수 있게 되었습니다. 지진파는 밀도가 낮은 암석에서 보다 밀도가 높은 암석에 서 더 빠르게 통과하므로, 지구를 통과하는 지진파의 속도를 측정하면 지구의 내부구조를 파악할 수 있습니다. 지국의 구성 성분상 3개의 층을 가집니다. 3개의 층 중 밀도가 가장 크며 철과 니켈이 주성분인 핵인 중앙에 위치합니다. 핵 내에는 압력이 매우 커서 높은 온도에도 불구하고 철이 고체 상태로 존재하는 내부영역에 있습니다. 고체로 된 지구의 중심부가 내핵이며, 내핵을 둘러싸고 있는 주위에는 철이 녹아 액체상태로 존재할 수 있을 정도로 온도와 압력이 균형을 이루고 있는 영역을 외핵이라 합니다. 핵을 둘러싸고 있으며 밀도가 높은 암석으로 된 두꺼운 층을 맨틀이라 합니다. 맨틀은 핵보다 밀도가 낮지만 가장 바깥에 있는 지각보다 밀도가 높습니다. 지구 내부의 온도와 압력의 차이에 근거하여 맨틀과 지각을 중간권, 연약권, 암석권의 세 영역으로 나눕니다. 맨틀 하부는 고온이지만 높은 압력을 받고 있기 때문에 상당한 강도를 갖습니다. 이렇듯 고온 고압하에 높은 강도를 갖는 고체영역이 핵과 맨틀의 경계에서부터 350km 깊이까지의 맨틀 내에 존재하며, 이를 중간권이라 합니다. 연약권은 지표로부터 100km 내지 200km깊이에서 350km 깊이까지의 영역으로 , 연약권의 암석은 중간권의 암석처럼 강하지 않고 , 가소성을 갖습니다. 연약권 위의 가장 바깥에 존재하는 암석권은 연약권보다 온도가 낮고 단단하며 여려 개의 판으로 나뉘어 있습니다. 핵과 맨틀의 거의 일정한 두께를 가지고 있는 반면, 지각은 장소에 따라 그 두께에 있어 9배의 차이가 납니다. 해양 지각은 평균 8km의 두께를 가지는데 비해 대륙지각의 평균 두께는 45km이며, 지역에 따라 30-70km의 차이를 보입니다 

 

2. 지각의 구성물질

지각은 암석으로 구성되어 있으며, 암석은 여러 종류의 광물의 집합체로 구성되어 있고, 이들 광물은 다시 여러 종류의 원소의 화합물로 이루어집니다. 현재까지 발견된 원소의 수는 105종이며, 이들 중 지각을 구성하는 중요원소는 O,Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K의 8종입니다. 이것들은 각각 지각 구성 성분의 1% 이상을 차지하므로 지각을 구성하는 8대 원소라고 하며, 이 밖의 다른 원소라고 하며, 이밖에 다른 원소들은 각각 1% 이하에 불과합니다. 지각을 구성한 원소들의 무게로 볼 때, 산소는 45.2%로 거의 반을 차지하나 부피로 따지면 암석권의 약 92%를 차지하여 암석은 거의가 산소로 이루어져 있다고 볼 수 있습니다. 광물은 지각을 이루는 암석의 단위 물질로서 1종 또는 그 이상의 원소의 화합물로 이루어져 있습니다. 지금까지 발견된 광물의 종류는 2500여 종에 달하나 암석 중에서 발견되는 광물의 대부분은 장석, 석영, 운모, 각섬석, 휘석, 방해석, 점토광물 등 10여 종 정도이고, 암석을 만드는 주성분으로서의 조암광물은 30여 종을 들 수 있습니다. 그러나 광상이나 변성작용을 받은 암석 중에는 여러 종류의  광물이 나타나는 경우가 많아 100종류 이상의 광물도 흔하게 찾아볼 수 있습니다. 1종 또는 그 이상의 광물이나 유기물이 모여서 어떤 덩어리 또는 집합체를 만들면 이를 암석이라  합니다. 지각을 구성하는 암석을 넓은 의미로 보면 자갈, 모래, 진흙 같은 굳지 않은 지층과 표토 및 굳은 암석, 즉 기반암으로 구분할 수 있으나 일반적인 의미에서의 암석이라 할 때에는 견고한 돌이나 바위를 의미합니다.

암석은 그 성인에 따라 화성암, 퇴적암 , 변성암으로 구분할 수 있습니다. 화성암은 광물들이 높은 온도에서 용융된 상태로부터 식어가면서 굳어져서 만들어진 암석입니다. 퇴적암은 지표의 구성물질이 풍화작용과 침식작용을 받은 후 다른 곳으로 운반, 퇴적되어 이루어진 암석입니다. 변성암은 화성암 또는 퇴적암 및 기존의 변성암이 지하에서 열과 압력의 작용을 받아 암석의 이화학적 성질이 변한 것을 말합니다. 암석의 분포비율을 보면 지표에서는 퇴적물과 퇴적암이, 지하로 갈수록 화성암과 변성암의 비중이 높아집니다. 지각을 구성하는  물질은 지각의 구조만큼이나 중요합니다. 지각 구성물질들은 지구의 역사를 밝혀주는 실마리가 될 뿐 아니라 풍화와 침식 등에 서로 다르게 작용하므로 지형발달에 크게 영향을 미치고 있습니다.