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하부 맨틀 바닷물의 5배 물 포함

수분 많을수록 지각 판 깊이 가라앉아

가장 많은 물을 보유하고 있는 곳으로 바다가 떠오른다. 그러나 최근 연구결과에 따르면 우리가 물이 있을 것이라고 생각하지 않았던 지하 깊숙한 곳에 전세계 바닷물보다 5배나 많은 물이 포함돼 있다. 일본 도쿄 공과대의 모토히코 무라카미 박사 연구팀은 하부 맨틀(지표면 아래 6백50-2천9백km)에 속하는 지하 1천km에 대한 질량분석측정을 통해 얻은 이같은 결과를 ‘사이언스’ 3월 8일자에 발표했다.

지질학자들은 지하 깊숙한 곳의 암석에 수분과 이산화탄소와 같이 쉽게 증발하는 물질이 얼마나 포함되는지를 연구해 왔다. 특히 맨틀은 지각의 운동과 관련돼 있기 때문에 중요한 연구 대상이다. 뜨거운 수프처럼 움직이는 맨틀로 인해 지각이 움직이기 때문이다.

맨틀 하부의 광물 속의 수분은 지각 판이 지구 속으로 얼마나 깊게 가라앉는가에 영향을 미친다. 지각이 가라앉으면서 압력과 열을 받게 되는데 이때 방출되는 수분은 주변 맨틀을 부드럽게 해 지각이 더 쉽게 맨틀 속으로 가라앉게 해준다. 이와 함께 수분은 맨틀 암석의 녹는점을 낮춰 점성을 줄인다. 그러면 맨틀은 좀더 빨리 움직일 수 있다. 따라서 맨틀 속 수분의 양을 알아내는 것이 중요하다.

무라카미 연구팀은 실험실에서 맨틀 하부의 환경을 만들었다. 맨틀 하부에 존재할 것으로 여겨지는 주요 광물에 1천6백℃의 높은 열과 대기압의 25만배에 달하는 압력을 가했다. 그리고 질량분석기로 암석이 얼마나 많은 수소를 포함하는지를 측정했다. 수소는 물에서 나온 것으로 볼 수 있기 때문이다. 그 결과“지질학자들이 당초 예상했던 것보다 더 많은 양의 수소를 찾아냈다”고 무라카미 박사는 밝혔다.

 

하부 맨틀의 암석이 바닷물보다 5배의 물을 포함한다는 연 구결과가 발표됐다.

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2002년 04월 과학동아 정보

  • 동아사이언스 편집부

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