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원시지구의 마그마는 바위도 녹이는 초고압 초고온이었다


5만기압, 섭씨 1천8백도로 감람암을 녹이면 30억년전의 지구에서 존재했던 코마치아이트라는 초고온의 마그마와 같은 것이 된다. X선으로 촬영한 상을 화상처리한 것으로 바늘처럼 보이는 것이 코마치아이트다.
 

캐나다 '앨버타'대학의 '크리스토퍼 스카프'박사와 일본 오카야마대학 지구내부 연구센터 '타카하시 에이이치'박사팀이 새로 개발한 초고압발생장치를 사용하여 원시지구의 마그마(Magma·지구내부에서 고온상태로 유동하는 물질. 냉각응고되면 화성암이 된다) 바다 모델 실험에 성공했다.

연구팀은 감람암(감람석을 주성분으로 하는 암석)을 여러가지 온도와 압력으로 녹여보았다. 감람암은 지각과 코아(Core·지구중심부의핵)의 사이에 있는 두께 약 3천km 의 맨틀상층부를 형성하는 물질로 때때로 화산분화등으로 지표에 나오는 수도 있다.
이것을 비교적 낮은 압력 아래서 녹이면 현무암의 용암을 닮은것이 된다.

이것은 지금도 대서양의 중앙부 해령이나 하와이등지에서 분출되고 있는 마그마와 같은 것이다.
그러나 지하 1백90km에 해당되는 고압아래서 녹이면 '코마치아이트'라는 약 30억년전의 지구에서만 볼 수 있었던 특수한 마그마와 같은 화학조성이 된다.

거대한 압력 아래에 있는 암석은 극히 높은 고온이 아니면 녹지 않으므로 코마치아이트가 생겼던 태고의 지구내부는 오늘날보타 훨씬 뜨거웠다고 생각된다. 더 연구를 진전시키면 맨틀이 최초에는 액체였는지 고체였는지를 확인할 수 있는 가능성도 있다.
미국 컬럼비아 대학 '라몬트 도허티'지질관측소의 데이빗 워커박사는 "맨틀의 진화는 어려운 수수께끼다. 그러나 이런 실험으로 지하에서 어떤 일이 일어났는가를 알 수 있게 될 것이다"라고 설명했다.

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1987년 01월 과학동아 정보

  • 동아일보사 편집부

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