판게아의 형상과 실제 맨틀의 물성 매개 변수

슈퍼 컴퓨터를 이용한 3차원 전체 맨틀대류시뮬레이션에서 약 2억년전부터 시작된 초 대륙 판게아의 분열부터 현재까지의 장대한 대륙 이동과 지구 내부의 물질 흐름의 모습을 재현했다. 

독일 기상학자 베게너(1880 ~ 1930 년)가 1915년 저서 「대륙과 해양의 기원」에서 대륙 이동설을 제창한 이래 100 년간 수수께끼였던 초 대륙의 분열과 그 대륙 이동의 주요  역동성이 대륙 직하맨틀 대류임을 밝혀냈다. 

연구팀은 먼저 맨틀 대류의 새로운 시뮬레이션 모델을 개발했다. 대륙을 경직적인 널처럼 다룬 기존 모델과 달리 대륙이 맨틀 대류에 자유롭게 변형하면서 이동할 수있는 것으로, 과거 대륙의 움직임을 잘 재현 할 수있다. JAMSTEC의 슈퍼 컴퓨터에서 2억년 전 초 대륙 판게아의 형상과 실제 맨틀의 물성 매개 변수를 고려한 3 차원 전체 球内 맨틀 대류의 대규모 시뮬레이션을 실시했다.

다양한 물성 매개 변수를 변화시킨 체계적인 시뮬레이션에서 2억년 전부터 현재까지의 대륙 이동의 모습을 조사했다. 중생대에서 일어난 대서양의 확대와 인도 대륙의 고속 북진과 유라시아 대륙의 충돌 등 판게아 분열 후 지구 표층의 "대 이벤트"를 추적하고 현재 지구에 가까운 대륙 배치에 이르기까지이 재현되고 했다.

판게아의 분열은 초 대륙이 열을 차폐했기 때문에 판게아 바로 아래의 맨틀이 비정상적인 뜨거워 '균열'을 만들어 쌓인 열을 지표 내뿜는 필요가 있었다고 보인다. 또한 판게아의 일부 인도 대륙이 고속 (연간 최대 18㎝)에서 북진 한 주요 원동력은 판게아 분열 직후 테찌스 해 북부에 발달 해 맨틀 내에서 하강하는 콜드 깃털했던 것도 확인했다 . 약 4000 만 년 전에 유라시아 대륙에 충돌 후 subduction 영역이없는 인도 대륙이 현재에도 북상을 계속 히말라야을 높게하고있다. 이 사실은 역 동성이 차가운 플룸 인 증거라고 할 수있다.

플레이트 작동 다양한 힘이 정량적으로 논의되게 된 1970 년대 중반 이후 대륙 · 해양 플레이트의 이동의 주요 원동력은 맨틀 동안 침울 해양 플레이트의 인장력이라는 설이 유력 시되어왔다. 그러나 이번 시뮬레이션 결과에서 대륙 이동의 주요 원동력은 플레이트 침울 해지 대역의 인장력이 아니라 대륙 직하 맨틀 대류 인 것이 밝혀졌다.

초 대륙 판게아의 분열 현재까지 대륙 이동이 맨틀의 열 대류 운동의 물리적 법칙만으로 재현될  계산기 시뮬레이션이 검증된 것 감회를 느낀다. 시뮬레이션 모델을 더욱 고도화시켜 현재의 지구 대륙 배치를보다 정확하게 재현하여 조산 운동이나 지진 · 화산 폭발 의 구조를 깊이 이해할 수있는 통합적인 지구 모델을 구축하고 싶다 "고 말했다.