지질학적 승리로 과학자들은 지구 맨틀에 창을 뚫었습니다.

Jul 18, 2023

대서양 한가운데에 있는 수중 산에서 과학자들은 해저 아래 거의 1마일을 뚫고 전례 없는 과학적 현상금인 지구의 암석 맨틀 조각을 끌어냈습니다.

기록적인 성취는 수십 년 동안 지구 대부분을 구성하는 신비한 영역을 샘플링하기 위해 수 마일의 지각을 뚫고 들어가는 꿈을 꾸어온 지구과학자들을 열광시켰습니다. 맨틀의 열에 의한 변동은 지각의 판 구조론에 연료를 공급하여 산, 화산 및 지진을 발생시킵니다.

JOIDES 결의안(JOIDES Resolution)이라고 불리는 해양 시추 선박에 의한 새로운 탐험은 기술적으로 맨틀을 뚫지 않았으며 구멍은 해저 아래에 뚫린 것 중 가장 깊지도 않습니다. 대신, 연구원들은 흙을 공격하기 위해 드릴이 멀리 터널을 뚫을 필요가 없는 북대서양의 특별한 "구조적 창"으로 순항했습니다. 여기에서는 대서양 중앙 해령 근처의 해저가 천천히 분리되면서 맨틀의 암석이 표면 가까이로 밀려났습니다.

5월 1일에 그들은 U1601C로 알려진 구멍을 뚫기 시작했습니다. 탐험대의 공동 수석 과학자인 앤드루 맥케이그(Andrew McCaig)는 1990년대에 설정된 맨틀 암석 시추 기록이 1/10마일에 불과했기 때문에 얕은 "핀 찌르기"를 할 것으로 예상했습니다. 연구자들은 맨틀 암석과 물 사이의 화학 반응이 어떻게 지구에 생명을 탄생시킬 수 있었는지 밝히는 데 도움이 될 만큼 충분한 샘플을 회수하기를 바랐습니다. 그러나 해양 시추는 불확실한 작업이 될 수 있습니다. 드릴이 막히거나 회수되는 암석의 긴 코어가 부분 샘플일 수도 있습니다.

하지만 이번에는 드릴을 통해 검은색 암석이 연달아 나오는 튜브가 나왔고, 그 중 상당수는 놀라울 정도로 완벽했습니다.

“계속해서 더 깊고, 깊고, 더 깊어졌습니다. 그러자 과학 파티의 모든 사람들이 '야, 이게 우리가 줄곧 원했던 거야. 1960년부터 우리는 맨틀 암석에 이렇게 깊은 구멍을 만들고 싶었습니다.'라고 McCaig는 JOIDES 결의안에서 또 다른 긴 검은 암석 부분을 끌어올리기 몇 분 전에 말했습니다. 팀이 6월 2일에 시추 작업을 중단했을 때 팀은 해저 4,157피트 깊이에서 암석 샘플을 채취했습니다.

McCaig는 “우리는 수십 년 동안 과학계에 활력을 불어넣어온 야망을 달성했습니다.”라고 말했습니다.

육지의 과학자들은 탐사를 열심히 지켜보며 지구 깊은 곳에 대한 새로운 창을 열고 수년간의 연구에 연료를 공급할 데이터 대박을 기대하고 있습니다.

"우리는 그들이 얻은 놀라운 암석 조각에 대한 흥분으로 달에 도착했습니다."라고 캘리포니아 대학 산타 크루즈 캠퍼스의 수문지질학자인 앤드루 피셔는 말했습니다. 그는 배에 타고 있는 대학원생에게 조언을 했습니다. 원격으로 진행 상황을 모니터링하고 있습니다.

1909년에 안드리야 모호로비치치(Andrija Mohorovičić)라는 크로아티아 지진학자가 지구 내부의 경계를 발견했습니다.

Mohorovičić는 엑스레이를 사용하여 인체 내부를 조사하는 것과 유사하게 지진으로 생성된 지진파가 땅을 통해 어떻게 이동하는지 모니터링했습니다. 지표면에 가까울수록 지진파는 같은 속도로 이동하지만 전 세계의 특정 구역을 지나면 더 빠르게 이동하여 파도가 서로 다른 두 개의 암석층을 통해 이동하고 있음을 시사합니다.

모호(Moho)라고 불리는 이 불연속성은 이제 지구의 지각과 맨틀 사이의 경계선으로 인식됩니다. 그 깊이는 다양하지만 맨틀은 일반적으로 해저 아래 약 5마일, 대륙 아래 약 20마일에서 시작됩니다.

"아름답게 아이스 케이크를 만드는 방식으로 빵 껍질을 생각해 보세요. 하지만 당신이 원하는 것은 아이싱이 아니라 케이크입니다."라고 프로젝트의 과정을 모니터링해 온 델라웨어 대학의 지구 과학 교수인 제시카 워렌(Jessica Warren)은 말했습니다. 원격으로 진행하세요. “지구 전체를 이해하고 싶다면 그 아래에는 엄청난 양의 암석이 있습니다.”

지구 내부 코어의 회전 속도가 느려지는 것 같습니다.

맨틀은 완전히 알려지지 않았습니다. 때때로 화산 폭발로 인해 현무암 암석에 박혀 있는 상부 맨틀을 지배하는 암석 유형인 녹색 감람암 덩어리가 분출됩니다. 그러나 맨틀 제놀리스(mantle xenoliths)라고 불리는 이러한 샘플은 표면으로 이동하면서 종종 씹히고 풍화되기 때문에 한계가 있습니다. 또한 오피올라이트(ophiolites)도 있는데, 이는 상부 맨틀의 일부가 물들어 있는 해양 지각 시트로서 융기되어 육지에 도포된 것입니다. 하지만 그들 역시 여행으로 인해 달라졌습니다.