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홈›지구과학›판 구조론

변환(보존) 경계

샌앤드리어스 단층의 길이는 약 1,300 km이고, 그 서쪽 땅은 1,000만 년 동안 1년에 약 5 cm씩 북서쪽으로 미끄러져 왔습니다.

3D 모형을 불러오는 중

끌어서 돌리고, 휠이나 두 손가락으로 확대하세요.

위에서 본 변환 경계입니다(실제 비율 아님). 판은 계속 움직이지만 단층은 붙어 있어서 단층을 가로지르는 울타리가 휩니다. 변형 막대가 꽉 차면 단층이 지진으로 미끄러지고 울타리가 어긋난 채로 탁 펴집니다.

옆으로 나란히 미끄러짐

변환 경계에서는 두 판이 수평 방향으로 서로 엇갈리며 미끄러져 지나갑니다. 이곳에서는 해령에서처럼 새 지각이 만들어지지도 않고, 해구에서처럼 지각이 사라지지도 않습니다. 그래서 BGS는 이런 경계를 지각이 보존된다는 뜻에서 보존 경계라고도 부릅니다. 이 개념은 캐나다의 지구물리학자 J. 투조 윌슨에게서 나왔습니다. 윌슨은 이런 큰 단층들이 두 개의 확장 해령을 서로 잇고, 드물게는 두 해구를 잇는다고 제안했습니다. 변환 단층은 대부분 바다 밑 해저에 자리 잡고 있습니다. 해저의 변환 단층은 해령을 지그재그 모양의 여러 조각으로 잘라 놓고, 그곳에서 일어나는 얕은 지진이 단층의 위치를 알려 줍니다. 그 가운데 몇몇은 육지를 가로질러 지나가는데, 가장 유명한 것이 캘리포니아의 샌앤드리어스 단층대입니다.

샌앤드리어스 단층은 길이가 약 1,300 km이고, 곳에 따라서는 폭이 수십 km에 이릅니다. 이 단층은 남쪽에 있는 확장 해령인 동태평양 해팽과, 북쪽으로 오리건주와 워싱턴주 앞바다에 있는 또 다른 해령들을 서로 이어 줍니다. 단층의 서쪽에 있는 땅은 태평양판에 속하고, 동쪽에 있는 북아메리카판의 땅에 대해 북서쪽으로 움직이고 있습니다. 단층의 어느 쪽에 서서 건너편을 바라보든, 건너편 땅은 언제나 여러분의 오른쪽으로 움직입니다. 지질학자들은 이런 움직임을 우수향 운동(right-lateral)이라고 부릅니다. 위 모형에 나오는 울타리도 이와 똑같은 방향으로 움직입니다.

붙고, 휘고, 튕기고

만약 판이 매끄럽게 미끄러진다면 큰 지진은 일어나지 않고, 꾸준하고 느린 미끄러짐만 있을 것입니다. 하지만 실제로는 대부분의 시간 동안 마찰이 단층을 꽉 붙잡고 있고, 그동안에도 양쪽의 판은 계속 움직입니다. 그러면 단층 근처에 있는 암석은 한쪽 끝을 붙잡은 자처럼 휘어지면서 에너지를 모읍니다. 1906년 샌프란시스코 대지진이 일어난 뒤, 지질학자 헨리 필딩 리드가 그다음에 일어나는 일을 설명했습니다. 변형이 쌓여 마찰이 버틸 수 있는 한계를 넘으면 단층이 갑자기 미끄러집니다. 그러면 휘어 있던 암석이 원래대로 튕겨 돌아가고, 그동안 모인 에너지가 지진파가 되어 빠져나갑니다. 암석은 원래 모양으로 돌아가지만, 이제는 단층을 사이에 두고 서로 어긋나 있습니다. 이것을 탄성 반발(elastic rebound)이라고 합니다.

활동하는 단층을 가로질러 놓인 울타리, 도로, 개울, 가로수 줄을 보면 이런 어긋남을 확인할 수 있습니다. 큰 지진이 일어난 뒤에는 이런 것들이 한순간에 몇 미터씩 밀려나기도 합니다. 그리고 긴 시간이 지나면 이 어긋남의 숫자는 점점 쌓여 커집니다. 1년에 5 cm씩 움직인다면, 한 세기 동안 울타리는 5 m나 어긋나게 됩니다. BGS는 변환 경계가 대개 땅속 얕은 곳에서 큰 지진을 일으킨다고 말합니다. 변환 경계에는 섭입대에서 일어나는 것 같은 깊은 지진은 없지만, 그 가까이에 지은 도시들에는 그래서 위험합니다. 육지에 있는 변환 단층의 또 다른 예로는 튀르키예의 북아나톨리아 단층이 있습니다.

바다 밑에 있는 변환 단층은 단열대(fracture zone)라고 부르는 긴 흉터를 남깁니다. 단열대 가운데에는 길이가 수백~수천 km, 깊이가 8 km에 이르는 것도 있습니다. 캘리포니아와 멕시코 앞바다에 있는 클라리온 단열대, 몰로카이 단열대, 파이오니어 단열대가 그런 단열대의 예입니다. 단열대 가운데 오래된 부분은 지금은 더 이상 활동하지 않습니다. 하지만 단열대 양쪽에 있는 지자기 줄무늬가 그 선을 따라 어긋나 있어서, 예전에 변환 단층이 어디에서 미끄러지고 있었는지를 기록하고 있습니다.

변환 경계판이 엇갈려 미끄러짐, 지각이 생기지도 사라지지도 않음
샌앤드리어스 단층길이 약 1,300 km, 태평양판이 북서쪽으로 약 5 cm/년
탄성 반발붙은 단층이 휘다가 갑자기 미끄러지고 암석이 어긋난 채로 돌아감(리드, 1906년)
단열대변환 단층이 남긴 해저 흉터, 지자기 줄무늬를 어긋나게 함
J. 투조 윌슨해령을 잇는 변환 단층을 제안한 캐나다 학자
  1. 변환 경계에서 지각은?
    • 생기지도 사라지지도 않는다
    • 새로 생긴다
    • 사라진다
    • 녹는다
  2. 샌앤드리어스 단층대의 길이는 몇 km?
  3. 1년에 5 cm면 300년에 몇 m 어긋날까요?
  4. 1,000만 년 동안 1년에 5 cm씩 움직였다면 몇 km?
  5. 1906년 샌프란시스코 지진 뒤 탄성 반발을 설명한 사람은?
    • 헨리 필딩 리드
    • 잉에 레만
    • 알프레트 베게너
    • 찰스 리히터
  6. 모형에서 지진 전에 울타리가 휘는 이유는?
    • 판은 움직이는데 단층이 붙어 있어서
    • 땅이 녹아서
    • 울타리가 낡아서
    • 판이 멀어져서
  7. 변환 경계의 지진은 대개?
    • 얕다
    • 300 km보다 깊다
    • 화산 밑에서만
    • 느껴지지 않는다
  8. 샌앤드리어스 단층에 서서 건너편을 보면 건너편은?
    • 오른쪽으로 간다
    • 왼쪽으로 간다
    • 나에게 다가온다
    • 위로 솟는다
  9. 변환 단층은 대부분 어디에 있을까요?
    • 해저에서 해령을 어긋나게 하는 곳
    • 대륙 한가운데
    • 내핵
    • 화산 위
핵심 정리
  • 변환: 판이 엇갈림, 지각이 생기거나 사라지지 않음.
  • 대부분 해령을 어긋나게 함, 샌앤드리어스와 북아나톨리아는 육지.
  • 샌앤드리어스: 약 1,300 km, 약 5 cm/년, 우수향.
  • 붙은 단층이 휘다가 튕김: 탄성 반발(리드, 1906년), 지진은 얕음.
이 과정의 출처 (13)
  • USGS This Dynamic Earth: Inside the Earth, Historical perspective, Understanding plate motions, Ring of Fire, Hotspots (pubs.usgs.gov/gip/dynamic/inside.html, historical.html, understanding.html, fire.html, hotspots.html)
  • USGS Earthquake Hazards Program, Shadow Zone (usgs.gov/media/images/shadowzonegif): no direct P waves 104° to 140°
  • USGS FAQ Where do earthquakes occur? (usgs.gov/faqs/where-do-earthquakes-occur): circum-Pacific belt about 81% of the largest earthquakes, Alpide belt about 17%
  • USGS FAQ How many active volcanoes are there on Earth? (usgs.gov/faqs/how-many-active-volcanoes-are-there-earth): about 1,350 potentially active, about 500 erupted in historical time
  • NOAA Ocean Exploration, What is the Ring of Fire? (oceanexplorer.noaa.gov/facts/rof.html): more than 450 volcanoes, nearly 40,250 km
  • NOAA Science On a Sphere, Earthquake Magnitude Perspective (sos.noaa.gov/catalog/datasets/earthquake-magnitude-perspective): most great earthquakes are megathrust events at convergent boundaries
  • British Geological Survey, Discovering Geology: What causes earthquakes? (bgs.ac.uk/discovering-geology/earth-hazards/earthquakes/what-causes-earthquakes/): crust 25 to 70 km under continents and 5 to 10 km under oceans, mantle to 2,890 km, about 15 major plates, slab pull, ridge push, elastic rebound (Reid, 1906)
  • IRIS, Seismic shadow zone animations (iris.edu/hq/inclass/animation/seismic_shadow_zone_basic_introduction)
  • Earle, Physical Geology 2e, 9.2 The temperature of Earth's interior (opentextbc.ca/geology/chapter/9-2-the-temperature-of-earths-interior/)
  • ESRF 2013, The Earth's centre is 1000 degrees hotter than previously thought (esrf.fr/news/general/Earth-Center-Hotter)
  • Lehmann 1936 extracts, Harvard EPS (courses.seas.harvard.edu/climate/eli/Courses/EPS281r/Sources/Inner-Core/Lehmann-1936-extracts+interpretation.pdf)
  • layer depths 660 km and 5,150 km from PREM (Dziewonski and Anderson 1981)
  • Coastline figure: Natural Earth 1:110m (public domain).

확인한 날: 2026-10-17