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판게아(Pangaea)
몽골 여행을 가기 전에 처음에는 민속과 역사에 관한 책을 읽었다. 세 번째 여행을 갈 때는 박문호 박사가 이끄는 팀이 오랜 기간 지질 교육을 받고, 현지에 도착해서 암석에 대한 강의를 듣는 것을 보고 감명을 받았다.
우리가 사는 45억 년 전에 형성된 생명을 가진 지구에 대하여 깊은 관심이 있어 송파도서관에서 책을 읽고 몽골 여행을 떠났다. 몽골에 도착하여 고비사막으로 이동할 때 도시 주변에 나무가 별로 없어 가이드에게 물어보니 “몽골 지역은 과거에 ‘몽골 고아시아 바다’라 땅을 파면 염분기가 많아 나무가 잘 자라지 않는다.”라고 알려주었다.
필자는 몽골 여행에서 돌아와 3년 동안 지질학 서적을 꾸준하게 읽었다. 책을 읽으며 판게아 설을 주장한 독일 지질물리학자가 베게너 박사의 학설을 공부하였다.
▲ 대륙표이설(continental drift hypothesis)(사진:위키백과)
알프레드 로타르 베게너(Alfred Lothar Wegener, 1880~1930)는 독일제국 베를린에서 보육원장의 아들로 태어나 1905년 베를린대학교에서 천문학(Astronomy) 박사학위를 받았다. 1910년에 지구의를 관측하다가 남아메리카 대륙의 동해안과 아프리카의 서해안이 매우 비슷하다는 느낌이 들어 연구를 시작하였다.
15세기 영국의 철학자 프랜시스 베이컨(Francis Bacon, 1561-1626)도 대서양을 사이에 두고 있는 두 대륙의 해안선이 서로 비슷하다는 점을 보고 그런 생각을 떠올린 사람 중 하나였다.
1911년 가을, 베게너 박사는 마르부르크(Marburg) 대학에서 있을 때 도서관 논문을 뒤지다가 대서양 반대편에서 발견된 동일한 식물과 동물의 화석을 나열한 과학 논문을 우연히 보았다.
새로운 논문 정보에 흥미를 느낀 박사는 거대한 바다에 의해 분리된 유사한 유기체의 더 많은 사례를 찾기 시작하면서 아프리카와 남아메리카의 해안선이 한때는 서로 붙어 있었을 수도 있다는 생각을 하였다. 그는 지금의 대륙들이 약 3억 년 전에 하나의 커다란 육괴(陸塊)나 초대륙(supercontinent)을 형성했다가 후에 다시 갈라졌다는 가설을 세웠다. 베게너 박사는 이런 고대륙을 판게아(Pangaea)라고 불렀다.
▲ 판게아(Pangaea)
판게아라는 이름은 그리스어에서 유래된 '온전한 땅'을 의미한다. 당시 지구에 나타난 모든 땅은 판탈라사 해(Panthalassa Ocean)로 둘러싸인 단일 대륙에 있었다. 판게아(Pangaea) 이전에는 네나(Nen), 고디니아(Rodinia)라는 고대륙이 있었다.
일부 지질학자들도 베게너 박사와 비슷한 주장을 하였지만, 그들은 초대륙의 일부가 침강하거나 함몰되어 지금의 대서양과 인도양이 형성되었다고 주장했다. 베게너 박사는 학생들에게 강의를 진행하면서 연구를 통해 1912년 1월 6일 대륙이 천천히 지구 주위를 표류하고 있다는 대륙표이설(大陸漂移說, continental drift hypothesis)을 최초로 발표했다.
▲ 알프레드 로타르 베게너(Alfred Lothar Wegener)(사진:위키백과)
베게너 박사는 판게아를 구성한 대륙이 오랜 지질시대를 거쳐 수천 km에 달하는 거리를 천천히 이동하여 서로 분리되었다고 ‘대륙이동(대륙표류)’을 설명했다. 그는 고생물, 지질, 고기후 등의 자료로 볼 때 태고에는 대서양의 양쪽 대륙이 따로따로 반대 방향으로 표류했다는 대륙이동설을 주장하였다. 그는 좀 더 완벽한 증거를 찾기 위해 각종 과학 문헌을 조사하고, 유연(類緣)관계를 가진 생물 화석 및 유사한 지층을 확인하기 위하여 멀리 떨어진 대륙을 연구했다.
▲ 한국 땅의 지괴(사진:한국지질자원연구원)
베게너 박사는 고대에 거대한 초대륙 판게아가 존재했는데, 약 2억 년 전에 조금씩 분열하기 시작하여 표류했고, 현재의 형상과 위치에 이르렀다는 학설을 계속 주장했다. 이런 사실이 아메리카 대륙과 아프리카 대륙 양쪽에서 발견된다는 사실을 증명하려고 노력했다.
1914년에 그는 독일제국 육군에 징집되었다. 그는 전투에서 다쳐 육군 기상예보관으로 근무했다. 전쟁 후, 베게너는 마르부르크 대학으로 돌아왔지만, 여러 장애물에 좌절했고, 함부르크 대학에서는 기상학을 가르쳤다.
1915년에 《대륙과 해양의 기원(The Origin of Continents and Oceans)》 책을 발간했다. 책의 구성은 변위 이론의 출발점으로서 남대서양 해안의 합동. 개별 대륙의 표류 움직임. 지구의 지도를 재구성했다.
인도 대륙의 특별한 움직임. 표류 블록의 앞쪽 가장자리에 접기. 대륙의 서쪽 표류. 극지로부터의 표류. 섬 페스토의 지연. 대륙 블록과 바다의 바닥. 역사적 노트. 이전 작가들의 변위 이론에 대한 근사치를 적었다.
2장에서는 수축 이론과 육교의 교리와 해양의 영속성 관계를 밝혔다. 알프스산맥의 시트 폴딩(오버 폴딩), 수축 이론을 변위 이론으로 대체할 필요성, 육지 다리의 이론, 해양 영구성의 이론, 대륙 블록에 있는 해양 퇴적물의 얕은 물 기원, 물에 잠긴 다리-대륙의 재건에서 해양 물의 질량 처리, 아이소타지, 중력 측정에 의한 그것의 입증을 요약했다.
▲ 《대륙과 해양의 기원》(사진:아마존)
1924년에 오스트리아에 있는 그라츠(Graz) 대학에서는 베게너 박사에게 기상학과 지구물리학 분야의 특별히 만들어진 교수직을 제안해 1930년까지 교수로 재직했다.
▲ 1912~1913년 그린란드 탐험, 알프레드 로타르 베게너(사진:나무위키)
베게너는 공기 순환을 연구하기 위해 기구(풍선)에 올라 하늘에서 52시간을 머문 적도 있었다. 그는 기후 구분을 한 쾌펜의 사위로도 유명하다. 1906~1908년 극지 공기순환을 연구하기 위해 그린란드 탐험에 참여했고, 1912~1913년, 1929년에도 탐험에 참여했다.
원정대 참가자들은 많은 기상 관측을 수행했으며, 내륙 그린란드 빙상에서 처음으로 겨울을 보냈고 움직이는 북극 빙하에서 얼음 코어를 뚫은 최초의 사람이었다. 1930년 11월 그린란드에서 탐험대장으로 갔다가 대원들에게 물건을 전해주고 돌아오다가 조난해 안타깝게 죽었다. 그는 ‘대기열역학’ 분야에서 큰 업적을 남겼다.
그가 떠난 후 ‘대류이동설’을 믿어주는 학자는 아무도 없었다. 1950년대에 고지구자기, 해양저 등의 연구가 진행됨에 따라 소수의 학자가 알프레드 로타르 베게너의 학설을 다시 검증하기 시작했다.
대다수 지질학자는 과학적인 근거가 부족하다고 논쟁하며 아무도 그의 학설에 귀를 기울이고 손을 들어주지 않았다. 그러나 30여 년이 지난 1960년대에 더 많은 증거와 과학적인 증명이 축적되었고, 지구의 지각판이 어떻게 움직이고 변화를 일으키는지를 설명하는 판구조론(Plate Tectonics)이 더욱 발전하게 되었다.
제트기류의 존재가 인정되면서 그의 학설은 재평가되었다. 학자들의 심층적인 연구가 진행되어 맨틀의 대류가 대륙이동을 하는 것이 과학적으로 증명되었다.
판게아는 약 3억 년 전, 지질학적으로 페름기 초기부터 약 1억 8천만 년 전인 쥐라기 기간까지 존재했다. 다시 설명하면 1억 년 동안 그것은 완전한 상태로 남아있다가 부서지기 시작했다.
▲ 알렉산더 듀 토이트의 Laurasia 대륙 학설(사진:브리테니카)
남아프리카 지질학자 알렉산더 듀 토이트(Alexander Du Toit, 1878~1948)는 아프리카와 남아메리카 사이의 지층과 화석이 매우 유사하다는 것에 대한 설명으로 베르너의 학설을 처음으로 지지하고, 1937년 듀 토이트는 테티스라고 불리는 해양 지역으로 분리된 북쪽의 로라시아와 남쪽의 ‘곤드와나(Gondwana)’라는 두 개의 거대한 육지 덩어리가 있다고 이론을 세웠다.
그는 로라시아는 약 6천6백만 년에서 3천만 년 전에 현재의 북미, 유럽, 아시아 대륙으로 분열되었다고 생각하고, 이 기간은 백악기 말과 고생대의 많은 부분에 걸쳐 있다고 주장했다. 스위스 지질학자 에밀 아르간드(Émile Argand)는 대륙 충돌이 스위스 알프스에서 관찰된 접히고 구부러진 지층에 대한 가장 좋은 설명이라고 보았다.
▲ Gondwana 설(사진:위키미디어)
학자들은 가상의 곤드와나(Gondwana) 대륙은 오늘날 아프리카, 아라비아, 남아메리카, 마다가스카르, 스리랑카, 호주, 인도, 남극대륙으로 이루어진 고대 초대륙이었다고 주장한다.
미국항공우주국은 알프레드 로타르 베게너 박사를 기념하여 달과 화성에 그의 이름을 딴 ‘베게네 충돌구’와 ‘소행성 29277 베게너’를 명명했다. 세계 지구의 날은 4월 22일이다.
▲ 탐보라 성층화산(사진:Global Indonesia Voices)
필자는 며칠간 기후변화와 지구물리학 등 여러 분야의 책을 읽었다. 지구물리학은 대기물리학, 기상학, 해양학, 지진학, 화산학, 지구 전자기학, 지구 중력학으로 나뉜다.
1815년 인도네시아 숨바와섬의 거대한 4,200m의 탐보라 성층화산이 분출되어 전 세계가 3년 동안 재앙으로 암울해진 적이 있었다. 이 분화는 규모 등급 VEI 7등급으로 기원후 5번 정도 일어난 정도의 큰 분화였다.
1812년부터 활동의 기미가 보이다가 첫 분출은 1815년 4월 5일 저녁에 약 2시간 정도 지속이 되었다. 이 화산의 기록을 남긴 사람은 1,000km나 멀리 떨어진 곳에 있었던 토마스 스탬퍼드 래플스(1781~1826)이었다. 본격적인 분출은 5일 뒤인 4월 10일 오후 7시에 시작되었다. 현재 화산의 높이는 많이 낮아져 2,722m, 칸델라 호수의 직경은 7km가 되었다.
래플스는 8개월 정도 싱가포르 지역에 머물렀지만, 많은 공적이 있어 존경받는다. 동남아시아와 말레이반도, 인도네시아 지역의 가장 크고 아름다운 꽃의 이름이 그의 이름을 따서 라플레시아(Rafflesia)가 되었다.
▲ 라플레시아(Rafflesia)(사진:SHAHANA GAUR)
필자가 글을 쓰면서 느낀 것은 우리 사회가 마치 화산이 분출하기 직전처럼 보여 아주 답답했다. 사회 구성원들이 겸손하고 서로 양보해야 하는데, 남녀노소 구분 없이 모두가 들뜨고 정신이 하나도 없어 보였다. 이제 대한민국은 과학자들이 마음껏 꿈을 꾸며, 기초 과학 연구를 충분히 할 수 있는 건강한 사회가 되었으면 좋겠다고 생각했다. 과학자 연구 예산을 증액하고, 규제를 모두 풀어주기를 바란다.
생활문화아카데미 궁인창 |
