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지진학 - 지구의 구조

by @*ㅔqs! 2022. 5. 27.
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구텐베르크는 다시 2900km 깊이에서 맨틀과 외핵 사이에 불연속면을  발견했는데 이 불연속면을 구텐베르크 불연속이라고 부릅니다. 외핵은 유체이기 때문에 여기서 속도가 떨어진 지진이 발생하면 진원에서 지구 둘레의 각거리 105도에서 142도 사이에서 P파가 잘 안 잡힙니다. 그러나 회절파와 내핵에서 생긴 반사파의 내핵을 통과한 굴절파는 관측이 가능합니다. 일반적으로 P파 탐지 안 되는 이 지역을 암영 대라고 부릅니다. 이 암영 대지 대는 또한 아주 짧은 진안 거리 20~25도 사이의 깊이 220km 상부 맨틀 구조에서도 일어납니다. 특히 저 속도층에서는 S파의 속도가 낮게 측정됩니다. 일반적으로 각거리 1도는 선형 거리로 111.11km에 해당됩니다. 크로아 티아 출생의 모호로 우 비칙은 직접파 P파와 굴절파 Pn의 도달시간 과속도를 가지고 지각 맨틀 사이에 불연속면, 모호 불연속 면 또는 모호로 우 비칙 불연속면이 있다는 것을 찾았습니다. 이것은 해양에서 5km 대륙에는 25 km두께로 되어 있는 것이 발견되었습니다. 1935년 덴마크 지진학자 레만 박사는 암영대에서 외핵보다 더 빠른 속도로 내핵을 통과하고 나오는   P파가 있음 을 발견하여 내핵의 존재와 고체성을 입증했습니다. 따라서 외핵과 내핵의 경계를  레만 불연속면이라고 합니다. 지진이 일어나면 각종 지진파가 지구 전역으로 전달됩니다. 지구는 내부로 갈수록 암석의 밀도가 커지므로 지진파의 속도도 증가합니다. 따라서 진원이 관측점으로부터 멀리 있는 경우에는 지표 가까이 전달되는 파보다 지하 깊은 곳에서 전달되는 파가 빨리 도착할 수 있습니다. S파의 빠르기는 3~4 km/s이고 , P파의 빠르기는 일반적으로 지표에서 가까운 암석에서  5~6km/s입니다. 진원이 멀수록  P파와 S파의 도착시간의 차는 커지게 됩니다. 일본 부근에서 발생한 지진이라면 초기 미동 계속 시에 6~8배를 고하면 진앙 가지의 거리가 되므로 대략 어느 정도 거리에서 지진이 일어났는지 추측할 수 있습니다. 이런 다수의 지진파를 지구 상의 여러 관측점에서 관찰 기록하고, 지진파의 형태와 관측점까지 도달 시간을 세밀하게 파악 함으로 써 지진 발생의 메커니즘과 지구 내부의 모습을 알 게 됩니다.  지진파의 도달시간, 즉 주시는 지진파가 전달해온 경로의 속도 분포에 의해 결정되므로 지구 상의 여러 관측점에서 주시를 측정 함으로써 지구 내부가 어떤 속도 분포를 가지고 있는지 확인이 됩니다. 지구 내부는 구성의 차이로 맨틀, 외핵, 내핵, 지각으로 구성되어 있습니다. 지각은  5km 두께의 주로 현무암으로 구성된 해양지각과 30~70km의 두꺼운 두께의 현무암과 화강암으로 구성된 대륙 지각이 있습니다. 암석권은 지각과 상부 틀로 구성되어 있으며, 비교적 차고 단단한 외피라고 볼 수 있습니다. 평균 두께는 100km 이자만 오랜 대륙 지역에서는 250km 이상도 됩니다.  이 암석권 아래에서 350km까지 연약권입니다. 이 연약권의 맨 위층은 고압과 고온으로 인해 부분 용융을 가지고 있습니다.  그러므로 암석권은 연약권과 무관하게 떠다니며 움직일 수 있습니다. 지구 둘레의 양쪽 37도로 환고리에서 지진파(P파)가 안나 타나다가 이 범위를 지나서 다시 나타납니다. 그러나 실제로 원격 지진에서 회 잘된 P파 내핵에서 반사 및 굴절된 P파와 내핵에서 반사 및 굴절된 P파 지진 기록지에 나타남을 발견했습니다. 이들 P파의 반사와 굴절파의 존재가 내핵이 고체라는 것을 증명해주는 단서가 되고 있습니다.  그러나 S파는  비록 액체인 외핵에서 볼 수는 없지만 P 파에서 전환이 가능하기 때문에 , 외핵에서 굴절되어 나오는 P파의 전환 S파 가능성이 있습니다. 일반적인 상식에서는 보통 S파의 암영대를 진원에서 지구 둘레의 각 진앙 거리 105도에서 180도 광대역으로 보여주는 설명이 있으나 자세히 말하면 이것은 S파의 전환이 있기 때문에 옳지 않다고 판단합니다. 해양 지각은 검은 화성암의 현무암으로 구성되어 있고, 대륙성 지각은 상부 지각은 화강암층, 하부 지각은 현무암층으로 구성되어 있습니다. 맨틀의 지구 체적의 82% 이상을  차지하고 있습니다. 그 깊이는 2900km를 들어가며 특히 지각과 맨틀 모호 불연속면 이라부 르며, 화학적 구성 차이가 뚜렷한 것이 특징입니다. 맨 사우 맨틀에서 탁월한 암석은 마그네시움과 철분이 풍부한 암석 갈라 암입니다. 상부 맨틀은 660-km 불연속이라고 불리는 경계까지를 말합니다. 그리고 상부 맨들은 두 개의 층 즉, 단단한 암석권과 아래칭에 있는 약한 연약권으로 구성되어있습니다. 활단층은 최근의 지질시대인 제4기에 활동을 반복했으며  앞으로도 활동 가능성이 있는 것으로  추정되는 단층을 가리킵니다. 활단층이 움직 때 나타나는 땅의 움직임이 바로 지진입니다. 지진은 활단층이 움직일 때 일어나는 형상이므로 활단층을 다른 말로는 지진의 부모라 할 수 있습니다.  단층은 지하의 암반에 틈이 생기고 , 그 면을 경계로 양쪽의 암반이 수직 또는 수평 방향으로 어긋난 것입니다. 지표면에서 단층애라고 부르는 수직 방향의 급사면으로 이루어진 단차가 만들어 지거나 하천 또는 산맥이 수평방향으로 어긋난 모습을 나타 냅니다. 단층의 존재가 확인되면 그 주변에서 시추 조사를 실시하여 지표로부터 순서대로 코어 시료를 채취합니다. 두 곳, 세 곳의 시추공의 수를 늘려가며 단층의 현재 또는 과거의 모습을 추측해 봅니다. 인공지진이 나중력 측정이라는 물리탐사에 의해 단층면을 2차원적으로 조사할 수도 있습니다. 

 

 

 

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