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오키나와해곡
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오키나와해곡(일본어: 沖縄トラフ, 영어: Okinawa Trough)는 일본 류큐 열도의 서쪽에 위치하며 동중국해에서 가장 깊은 해역으로 유라시아판 연변부에 발달한 열개 분지 중 하나이다. 규슈의 서쪽에서 타이완의 북쪽까지 길이 약 1000km, 폭 약 100km의 해곡으로, 가장 깊은 곳은 약 2,300m이다.[1]
개요
오키나와해곡은 동중국해 일대에는 5개의 조구조(Tectonic structure)가 발달한다. 북서쪽에서 남동쪽으로, 제주도 부근에 발달하는 체-민 융기대(Zhe-Min Uplift) , 동중국해 대륙붕 분지(East China Sea Shelf Basin), 타이완-신지 융기대(Taiwan-Sinzi Uplift)，오키나와 해곡, 류큐 융기대(Ryuku ridge)가 발달하고 있다. 이들 조구조들은 필리핀판이 류큐 해구를 통해 유라시아판 밑으로 섭입되는 것과 관련된 조산 운동의 산물이다. 이 조구조들은 모두 북동-남서 방향으로 발달하고 생성 시기는 동쪽으로 갈수록 젊어진다. 후기 백악기 이후 동중국해에서는 두 번에 걸쳐 열개-침하작용(rifting depression)이 일어났으，이 결과 동지나해 대륙붕 분지와 오키나와 해곡이 형성되었다. 후기 백악기 말에 열개(裂開)되기 시작한 동중국해 대륙붕 분지의 형성은 보하이 및 황해 분지 등 중국 대륙의 동부에 위치한 제3기 팔레오세 열개 분지의 형성과 매우 흡사한 양상을 보인다.
오키나와해곡은 아직도 신조구조운동(neo-tectonism)의 영향을 받고 있는 활동성 열개-침하 분지(active rifted depression basin)에 해당되며，이는 높은 열류량과 빈번한 화성활동과 지진발생 및 지진 연구자료 등으로 증명된다. 오키나와 해곡은 융기부와 폐색 단층(block fault)에 의해 몇 개의 분절로 나누어진다. 탄성파 자료로부터 해석된 오키나와 해곡의 폭은 남부에서 60~100km, 북부에서 최고 230km에 이른다. 오키나와 해곡 남부에서 수심은 2300m이며 북쪽으로 갈수록 수심이 감소하여 거의 200m에 이른다. 웨이지먼(Wageman, 1970) 외에 의하면 오키나와 해곡의 사면(slope)들은 일련의 점완형(Iistric) 또는 정단층들에 의해 형성되었고 오키나와 해곡은 네오기 동안에 형성되었다. 허먼(Herman, 1978) 등은 오키나와 트러프의 대륙지각 분리는 후기 플라이오세에 일어났다고 제안하였다. 반면에 키무어러(Kimura, 1985) 와 레투지 앤 키무어러(Letouzey and Kimura, 1985)는 오키나와 해곡의 초기 인장(extensional)운동은 마이오세에 있었고 열개 시기는 플라이오세와 플라이스토세의 경계부라고 주장하였다. 부게 중력치에 의한 지각의 두께는 오키나와 해곡 남부에서 약 15km로 가장 얇으며 오키나와 해곡 북부에서는 약 25km이다.
고생물
오키나와 해곡의 퇴적물은 모두 해성층으로 다양하고 풍부한 해양 생물들의 화석이 산출된다. 오키나와 해곡의 석유탐사용 시추공 Nikkan 8-1X 공에서는 부유성 14종과 저서성 65종 총 79 종의 유공충 화석이 산출되었으며 이들 화석에 근거하여 Ammonia sp., Pseudorotalia yabei, Asterorotalia multispinosa, Asterorotalia concinna 4개 생층서대가 설정되었다. 지질시대는 플라이오세-플라이스토세에 해당한다. JDZ VII-3 공에서는 총 55속 74 종의 유공충 화석이 산출되었고 이외에 개형충이 상부층준에서 드물게 산출되었다.
층서
오키나와 해곡의 북동부에 발달하는 신생대 퇴적암 지층은 Nikkan 8-IX 공에 나타나는 부정합면에 의하여 후기 마이오세의 하부층군과 플라이오-플라이스토세의 상부층군으로 구분될 수 있다. JDZ VII-3 공에서 상부층군의 층후는 약 6 km으로 Nikkan 8-1X 공의 해당 층군보다 2배 두꺼운데 이는 플라이오세-플라이스토세에 일어난 오키나와 해곡의 확장 시 일어난 각 지괴의 차별 침강에 의한 것으로 해석된다.[2]
유라시아판
유라시아판(Eurasian Plate)은 동시베리아, 인도 아대륙, 아라비아반도의 3지역을 제외한 유라시아 대륙의 지각 및 맨틀 위쪽의 암권을 형성하는 대륙판이다. 지구상의 판 중에서 3번째로 넓다. 대서양 중앙 해령에서부터 북극해, 베르호얀스크산맥, 타타르 해협, 동중국해 동부에 길게 형성되어 아무르판, 오호츠크판과 접해 있다. 또, 사가미 트로프(相模トラフ)에서 난카이 트로프(南海トラフ), 류큐 해구(りゅうきゅうかいこう), 필리핀 해구에 걸친 해역에서는 필리핀판이 유라시아판의 밑으로 가라앉고 있다. 뉴기니섬 서쪽 앞바다에서부터 순다 해구에 걸쳐 오스트레일리아판이 가라앉고 있고, 아라칸산맥과 파트카이산맥에서는 같은 판과 충돌하고 있다. 히말라야산맥에서는 인도판과 충돌하여 높은 산맥을 형성하고 있다. 자그로스산맥 남단에서부터 시리아 북부, 키프로스섬 부근에서 아라비아판과, 키프로스 섬에서부터 지브롤터 해협, 아소르스 제도 부근에서 아프리카판과 각각 충돌하고 있고, 아소르스 제도 부근에서는 아조레스-지브롤터 변환 단층을 만들고 있다. 과거에는 한반도가 유라시아판의 내부에 있는 것으로 알려졌지만, 최근에는 아무르판이라는 부속 판에 위치하는 것으로 확인되고 있다. 이 얘기가 굉장히 충격적인게 한반도가 당초 알려진 것과 달리 판의 경계에 노출되어 있는 곳이라는 것이다. 그 얘기는 수도 서울 대지진이 충분히 가능하다는 얘기가 된다. 아무르판의 경우 애초 판의 경계가 황해 해저에 존재하며 황해에는 서해단층이 인천 앞바다를 통과한다. 이곳에서 약 6,000만 년 전에 유라시아판과 인도판, 즉 대륙판과 대륙판이 충돌하여 히말라야 산맥이 형성되었다. 또한 약 1,000만~2,500만 년 전에 유라시아판과 아프리카판의 충돌에 의해 알프스산맥이 형성됐다.[3]
필리핀해판
필리핀해판(Philippine Sea Plate) 또는 필리핀판(Philippine Plate)은 동쪽은 이즈-오가사와라 해구와 마리아나 해구, 북쪽에서 서쪽에 걸쳐서는 난카이 트러프, 류큐 해구, 필리핀 해구 등에 둘러싸인 해양판이다. 필리핀판이 유라시아판의 밑으로 가라앉고 있어서, 판 경계 지진인 도카이 지진(미나미칸토 ~ 도카이), 도난카이 지진(도카이 ~ 난키), 난카이 지진(난키 ~ 시코쿠)이 일어난다고 상정하고 있다. 1923년의 간토 대지진을 일으킨 제2차 간토 지진도, 필리핀판의 활동에 의한 지진이라고 여겨진다. 그리고 필리핀판은 동일본에서도 활동한 흔적을 남기고 있다. 단자와 산지는, 필리핀판(이즈반도)의 북아메리카판에의 충돌에 의한 융기로 형성된 지형이고, 충돌의 현장이 간나와 단층이다. 그 노두(露頭)가, 시즈오카현 오야마정 부근 등에서 보인다.[4]
필리핀해판은 전형적인 젊고 따뜻한 슬랩(slab)으로, 평균 약 30±5 km의 두께를 보이며, 대부분의 경계는 섭입대를 이루고 있다. 이 판은 유라시아판(Eurasian Plate), 북미판(North American Plate), 태평양판(Pacific Plate), 인도-호주판(Indo-Austrailian Plate)과 접하고 있으며, 판의 서쪽 경계를 따라 섭입대(subduction zone)가 발달하고 있는 것이 특징이다(그림 1). 필리핀해판의 가장 오래된 부분은 일본 열도 남서쪽의 큐슈(Kyushu) 아래로 섭입 중인 슬랩으로 약 45Ma의 나이를 보인다. 반면 가장 젊은 부분은 키난해저산맥(Kinan seamount chain)을 따라 분포하는데, 이곳은 약 17Ma 경까지 해령이었던 부분으로, 이를 기점으로 동과 서로 갈수록 더 오래된 나이를 보인다. 과거에는 약 40Ma부터 필리핀해판이 유라시아 대륙 아래로 섭입하기 시작한 것으로 보고되었으나, 이후 유라시아 대륙과 필리핀해판과의 상대이동속도가 감소한 시점을 근거로 약 17~15Ma부터 필리핀해판이 남서 일본에 접근하며 섭입이 시작된 것으로 제안된 바 있다. 이 판은 현재 4~6 cm/yr의 속도로 서북서로 이동 중이며, 난카이곡분과 류큐해구(Ryukyu Trench)를 따라 유라시아판 하부로 북서향 섭입 중이다. 난카이곡분을 따라 섭입 중인 필리핀해판의 기하는 아주 복잡하여 섭입대 위치와 섭입 깊이에 따라 수렴율과 각도가 변화하며, 슬랩 내부에서도 지진학적 특성이 복잡하게 변화한다. 현재 난카이곡분을 따라 관찰되는 최대수평응력은 서북서-동남동 방향이 가장 우세하나, 북동쪽으로부터 남서쪽으로 갈수록 역단층성 응력환경으로부터 주향이동 내지 정단층성 응력환경으로 전환되는 특징을 보인다. 한편, 필리핀해판의 섭입대는 비교적 복잡한 기하를 보이는 것이 특징이다. 먼저, 일본 혼슈 남서부(오사카, 교토, 나고야) 아래에서는 지하 약 100km 깊이까지 약 10~26°로 얕은 섭입 각도를 보인다. 그러나 남서쪽의 시코쿠 지역에서는 슬랩이 천처에서는 얕은 섭입각을 보이다가 약 60km 깊이부터 급격히 아래로 구부러지면서 섭입각이 깊어지며, 인접한 북쪽의 돗토리현 아래에서 지하 약 200km 깊이까지 도달한다. 보다 서쪽의 큐슈 지방에서도 섭입된 슬랩이 약 60km 깊이부터 급격히 아래로 구부러지며 약 45° 이상으로 고각 섭입하여 규슈 북서쪽 연안에서 지하 약 500km 깊이까지 급격히 도달하는 양상이 확인된다. 즉, 필리핀해판은 천처에서 비교적 저각으로 섭입하는 양상을 보이나, 약 60~80km 깊이부터 급격히 아래로 휘면서 고각 섭입으로 전환되는 특징을 보인다. 섭입하는 슬랩의 지진학적 특성도 위치와 깊이에 따라 달라지는데, 난카이곡분의 동쪽 지역에서는 지하 약 150km까지 지진성 슬랩의 특징을 보이며, 보다 서쪽인 일본 혼슈 남서부와 큐슈 남부에서는 깊이 약 60~80km까지 지진성 슬랩의 특징을 보이다가 더 깊은 곳까지 섭입된 슬랩에서는 모두 비지진성(aseismic slab)의 특징을 보이는 것으로 보고되었다.[5]
지도
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동영상
각주
참고자료
- 〈오키나와 해곡〉, 《위키백과》
- 〈유라시아판〉, 《위키백과》
- 〈필리핀해판〉, 《위키백과》
- 〈필리핀해판(지질학백과)〉, 《네이버 지식백과》
- 〈오키나와 해협〉, 《요다위키》
같이 보기
동아시아 같이 보기
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