신대륙 발견처럼 놀라운 ‘질란디아-남극 맨틀’ 발견...그 의의는? [지식용어]

[시선뉴스 심재민 / 디자인 이연선] 지난 1월29일 극지연구소는 아라온호를 활용한 남극 중앙해령 탐사에서 새로운 맨틀을 찾아냈다고 밝혔다. 극지연구소가 남극-뉴질랜드-호주 동편 영역 아래에 ‘질란디아-남극 맨틀’로 명명된 새로운 타입의 맨틀을 세계 처음으로 발견한 것.

이번에 발견된 ‘질란디아-남극 맨틀’은 질란디아(Zealandia, 질랜디아) 대륙과 남극 대륙 사이에 분포된 맨틀을 명명하는데 이를 잘 이해하기 위해서는 각 용어를 알아야 한다.

먼저 맨틀이란, 지구의 지각과 외핵 사이의 부분으로 지표로부터 깊이 약 30km에서 2,900km까지를 말한다. 이렇게 광범위한 맨틀은 지구의 대부분을 차지하는데 지구 부피의 82%, 질량 68%정도를 차지하며 철/마그네슘의 규산염을 주성분으로 하는 암석으로 추정된다.

지구 중심의 핵이 액체로 되어있는 것과 달리 이처럼 맨틀은 고체이지만, 지구 내부의 열 방출로 인해 끊임없이 대류 한다. 그리고 이 맨틀의 움직임은 대륙의 이동, 지각의 생성과 소멸을 일으키며 지구의 기후에도 막대한 영향을 미친다. 또 최대 수십 킬로미터의 지각 아래 있는 맨틀은 직접적인 채취가 어려워 맨틀이 상승해 새로운 지각을 만드는 중앙해령에서 암석이나 가스를 채취해 분석하는 간접적인 연구에 활용되고 있다.

다음 질란디아는 오세아니아 주변 바다에 잠겨 있는 거대한 땅덩어리로, 유럽, 아시아, 아프리카, 북아메리카, 남아메리카, 오스트레일리아, 남극에 이어 제8번째 대륙으로 보기도 한다.

극지연구소의 연구결과에 따르면 태평양형과 인도양형 맨틀 사이에는 이 두 맨틀과 기원이 다른 ‘질란디아-남극 맨틀’이 존재한다. 이는 쇄빙연구선 아라온호가 남극해에 위치한 ‘호주-남극 중앙해령’을 탐사하고 연구한 결과로 특히나 이번 연구 결과는 남극 맨틀과 관련된 기존 학설을 뒤엎는 것이라 관심을 끈다.

지금까지는 태평양형 맨틀이 호주와 남극 사이에 있는 '호주-남극 부정합' 아래에서 인도양형 맨틀과 경계를 이룬다는 학설이 지배적이었다. 그러나 이번 발견으로 인도양형 맨틀과 경계를 이루는 것은 태평양형 맨틀이 아니라 '질란디아-남극 맨틀'이라는 점이 새로 확인된 것.

연구진에 따르면 질란디아-남극 맨틀은 몇 가지 특징을 보인다. 질란디아-남극 맨틀은 원래 곤드와나라는 이름을 가진 거대한 하나의 대륙을 구성하고 있었던 호주, 뉴질랜드, 남극 대륙을 쪼개고 분리시킨 하부 맨틀의 상승 작용에서 기원한 것으로 보인다. 그리고 남극대륙 아래에서 현재까지도 지속적으로 상승하고 있는 것으로 연구진은 파악했다. 또 지표 가까이 상승한 맨틀은 북쪽 뉴질랜드를 향해 흘러 호주-남극 중앙해령에도 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다.  

이번 성과는 박숭현 극지연구소 책임연구원이 충남대, 미국 하버드 대학, 와이오밍 대학, 우즈홀 해양연구소 등과 공동으로 연구해 이뤄냈다. 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 지오사이언스'(Nature Geoscience) 2월호에 실렸다.

박숭현 책임연구원은 "신규 맨틀의 발견으로 전 세계 과학계에서 30년 동안 통용되던 맨틀 타입에 대한 학설은 물론 표준적인 지구의 맨틀 대류 모델에 대한 수정이 불가피해졌다"라고 밝히며 "이번 발견으로 남극권에서도 맨틀이 하부에서 지속적이고 대규모로 상승하고 있다는 점이 확인됐고, 전 지구적 맨틀 순환과 진화 과정을 더욱 정확히 규명하는 연구를 확대해 나가겠다"고 말했다.