지구 표면에 있는 지각이 부드러운 층인 맨틀 위에서 움직이고 있다는 판구조론은 대륙 형성 과정과 지진 발생 구조를 설명하는 이론으로 잘 알려져 있다. 하지만 판구조론이 언제 시작됐는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 이런 가운데 다이아몬드를 이용해 판구조론의 기원을 추측하는 연구 성과가 발표되어 눈길을 끈다.

한때 지구에 단 하나뿐인 초대륙 판게아(Pangaea)가 있었고 이 대륙이 분열해 지금의 대륙으로 나뉘었다는 대륙이동설은 알프레드 베게너가 제창한 당시 대륙이 이동하는 원동력이 무엇인지를 잘 설명하지 못했다. 하지만 20세기 후반 지구 내부는 다른 계층 구조이며 부드러운 맨틀 위에 딱딱하고 얇은 껍질이 미끄러지듯 움직인다는 판구조론 이론이 나오면서 대륙 성립 뿐 아니라 지진 구조를 설명할 수 있게 됐다.

이후 인공위성으로 정확하게 측지 관측할 수 있게 되면서 대륙이 움직이고 있다는 게 확인됐고 대륙이동설과 판구조론은 지구 구조를 설명하는 이론으로 지금은 일반화됐다. 그런데 판구조론 자체는 허용했지만 이런 이동이 언제 시작됐는지는 시생, 그러니까 40억∼25억년 전 언제쯤일 것이라는 설이 주류였지만 명확하게 밝혀지지는 않았다.





이런 가운데 남아프리카공화국 위트워터스랜드대학 연구팀이 적어도 35억 년 이전으로 추정하는 논문을 학술지 네이처지오사이언스(Nature Geoscience)에 발표했다. 이 연구에선 물리적 화학적으로 안정된 물질로 알려진 다이아몬드에 주목했다. 다이아몬드는 안정되어 있기 때문에 땅속에서 일어난 사건을 기록하는 일종의 타임캡슐 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

이런 이유로 다이아몬드를 이용해 과거 땅속의 모습을 추정하는 연구는 드문 게 아니라고 한다. 연구팀은 남아프리카에서 채굴한 세계에서 가장 오래된 다이아몬드 표본 3개를 이용해 방사성연대측정, 다이아몬드를 포함한 암석이 35억 년에서 31억 년 전 사이에 탄생한 걸 확인했다.

이어 다이아몬드 내부 성분 중 질소15와 14, 13, 12의 동위원소 구성비를 조사했다. 이에 따라 다이아몬드가 결정화된 맨틀 내부가 아니라 표면 근처 지각에서 질소15 동위원소가 추가된 걸 밝혀낸 것. 이 얘기는 다이아몬드가 움직임에 의해 땅속에 끌려들어간 걸 의미한다. 이에 따라 이르면 35억 년 전에 판구조론이 시작됐다는 내용을 밝힌 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

이장혁 IT칼럼니스트  hymagic@naver.com

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