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지각이 지구 내부로 들어갔다가 다시 나오는 데 걸리는 시간이 예상보다 짧다는 연구 결과가 나왔다.

판구조론에 따르면 지각은 하강하는 맨틀을 따라 내부로 들어갔다가 상승하는 맨틀을 따라 지구 표면으로 나온다. 일본의 동쪽 해안 지층이 하강하는 맨틀의 영향으로 가라앉고, 하와이 제도가 기둥처럼 솟아오른 맨틀, 즉 열점의 영향으로 생성된 대표적인 지역이다.

이제껏 과학자들은 지각이 내부로 들어갔다 다시 나오는 데 약 20억 년 정도 걸릴 것으로 예상해 왔다. 그런데 최근 독일 막스플랑크화학연구소의 알렉산더 소볼레브 박사팀은 지각이 1/4 수준인 5억 년 만에 다시 나온다고 주장했다. 연구팀은 하와이 마우나로아 화산에서 화산암을 채집했다.

이 화산은 깊이 3000km 지점에서 솟아오른 열점이 압력이 낮은 표면 근처에서 폭발한 것이다.

연구팀은 화산암 속에 있는 감람석에서 과거 해양 지각이 가라앉을 때 흡수된 미량의 해양찌꺼기를 발견했는데 이 안에서 스트론튬 동위원소를 찾았다. 연대 분석을 한 결과 이 화산암은 5억 년 전에 맨틀 속으로 가라앉은 지각이었음을 확인했다.

한편 연구팀은 이 해수 찌꺼기에서 매우 다양한 스트론튬 동위원소도 발견했다. 지금껏 하와이 용암에 있을 거라고 생각했던 스트론튬의 범위보다 훨씬 넓은 것이다. 이에 대해 연구팀은 “예상과 달리 아주 맨틀의 화학적 조성이 다양한 것으로 추정된다”고 설명했다.

이 연구는 저널 ‘네이처’ 8월 10일 온라인 판에 게재됐다.