과학도서 - 대륙은 움직인다를 읽고 대륙은 움직인다

"대륙은 움직인다."를 읽고...
지금의 대서양... 원래 남아메리카대륙과 아프리카대륙은 한 덩어리로 붙어 있었는데 둘로 쪼개져 움직여 떨어져 버렸다고 한다. 두 대륙은 격리하고 있는 대서양이 옛날에는 없었다는 것이다. 이것은 지극히 간단한 추론이어서 〈칼럼버스의 달걀〉같은 이야기이지만 생각해 보면 매우 기발하고 또 대담한 생각이다. 베게너라는 학자는 대륙이동설을 발상과 연구하고 그린란드를 탐험하였다. 그는 광범위 한 분야의 문헌을 독파하고 소화하여 장대한 〈대륙이동설〉의 기틀을 마련하였다. 지질학자가 천연의 지층을 조사하여 지구의 역사를 탐구하는데 있어서 첫째는 A라는 지층 위에 B라는 지층이 쌓여있으면 A지층 쪽이 B지층 보다 오래된 것이라고 본다. 둘째 지침은 지층 속에 묻혀있는 고생물의 화석이다. 현재 전세계에 흩어져 있는 여러 대륙들은 하나의 거대한 대륙이었다고 한다. 베게너는 이 가상의 거대한 대륙…(생략)

질, 흰자, 노른자위에 상당한다. 스칸디나비아반도가 현재 활발하게 융기하고 있으며 그 중 가장 심한 부분에서는 융기 속도가 100년간에 약 1m에 달한다는 것을 나타내고 있다. 이 융기는 현재에는 수준 측량에 의해서 확인되고 있는데 해안에 생기는 정선 해수준면을 조사하면 융기가 약 2만년전의 대빙기의 종말이래 계속되어 왔다는 것을 알 수 있다. 그리고 이 지방을 두꺼운 빙하인 내륙빙이 덮고 잇던 빙기에는 수백 개에 달하는 침강이 있었다는 것도 확인되었다. 옛날 대서양에 고도의 문화와 강력한 군사력을 자랑했다는 환상의 대륙 아틀란티스 이야기는 오랫동안 유럽인의 상상력을 자극시켜 그 실재성에 대해서 논의가 거듭되었다. 가라않은 아틀란티스의 수수께끼를 풀려고 몇 사람의 항해 자들은 대서양을 헤매었으며 그 결과 수많은 섬들을 발견하였고 끝내는 칼럼버스의 아메리카 대륙의 발견으로까지 발전하였다. 지질구조가 찢어진 신문지의 기사에 맞먹는다고 한다. 즉 아프리카 남단에는 거의 동서 방향으로 폐름기의 습곡산맥이 있는데, 서쪽 연장에 해당하는 남아메리카, 부에노스아이레스 남쪽에는 구조적으로도 암상으로도 꼭 닮은 습곡을 찾을 수 있다. 또 아프리카대륙에 있는 거대한 편마암의 안정지괴는 그 대안 브라질에서 볼 수 있는 편마암 순상지와 아주 흡사하다. 약 3억년전, 석탄­폐름기에 대빙기가 지구에 찾아왔었다. 과거에 있었던 빙하의 존재는 두터운 입륙빙하가 서서히 흘러내릴 때 암반을 깎은 흔적이나 빙하 특유의 퇴적물로 명확히 알 수 있다. 현재의 지구상의 기후분포는 남북의 극과 그 주변은 극한이고 적도와 그 주변은 열대기후이다. 그 중간은 낮은 위도에서 높은 위도로 올라감에 따라 아열대, 온대, 아한대로 기후가 변화한다. 이 기후대들은 대체로 위도에 지배되어 있고 그곳에 서식하는 동식물군도 자연히 다르다. 이러한 현상은 오늘날 우리에게는 거의 상식이다. 만약 과거의 오랜 지질시대를 통해서도 이러한 사실이 있었다면 어떤 곳의 지층에 함유된 동식물 화석의 연구로 그 곳의 과거의 위도를 대체적으로 짐작할 수 있을 것이다. 이 학문을 고기후학이라고 부른다. 극의 이동은 고기후 학자 사이에서는 이미 대륙이동설의 출현 이전부터 착안되었고, 또 주장되어 왔다. 예를 들면 현재 혹한의 내륙빙하지역인 스피츠베르겐섬에는 오늘날의 중부유럽에서 볼 수 있는 수목이 제 3기에 무성했던 증거가 있고, 더 시대를 거슬러 올라가 쥬라기에는 열대식물이 번식하였다. 지구는 거의 구형이지만 자전에 의한 원심력 때문에 약간 타원체이다. 그리고 지구표면에서의 중력은 엄밀한 뜻에서는 지구의 중심으로 향하지 않고 약간이나마 중심에서 벗어나 있다. 대륙서진의 근원이 되는 아마노자꾸는 달이나 대양에 의한 조석력이다. 바닷물이 간만을 보이는 원인, 즉 조석력은 달이나 태양으로부터의 인력에 의한다는 것은 잘 알려져 있다. 달이나 태양으로부터의 인력은 바닷물뿐만 아니라 지구에도 역시 작용하고 있다. 대규모의 대륙이동을 주장한 미국의 테일러 학자는 대륙이동은 대륙이 배처럼 움직인 것이 아니라, 뭍이 바다로 질질 미끄러지듯 진행한다고 하였다. 이 〈미끄러짐〉은 대륙의 높은 부분이 중력 때문에 가장자리에서 밖으로 밀려난 때문이라고 하였다. 색다른 듀 토이트의 이론이란 먼저 대륙을 하나의 덩어리로 보았다. 이 덩어리의 가장자리는 심한 침식, 퇴적이 일어나, 이른바 지향사를 만든다. 극히 독창적인 이 이론은 불행하게도 너무 〈옛이야기〉적이었고 수량적인 근거가 없었다. 이 때문인지 듀 토이트의 이론은 그후 그다지 빛을 보지 못했다. 대륙이동설에 이의를 내 세운 학자들의 반대론이 유래하는 바는 먼저 거론된 것이 〈아마노자꾸〉문제이다. 반대론의 둘째 논지는 씨알과 씨마의 견고성의 문제였다. 반대론의 세 번째 논지는 지구의 역사는 수십 억 년이라는 긴 세월에 걸친다. 대륙의 이동이라는 큰 사건이 지구의 전 역사 중에 극히 최근에까지 일어나지 않고 그리고 극히 최근에 와서야 일어났다는 것은 이상하지 않은가? 〈반론에 대한 반론〉에 의하여 반대론자들의 의견은 매듭지어졌다. 〈아마노자꾸 논쟁〉에 대해서는 이동설의 불리함을 인정했으며 앞으로 발견될는지도 모른다고 논평하였다. 양안의 일치, 불일치 문제에 대해서는 대체적인 유사성은 보존되었어야 할 것이며 사실 그것이 나타나 있다는 것은 부정할 수 없다고 논평하였다. 지질학적인 큰 변동은 조산작용이라고 불리며 예를 들면 알프스나 히말라야 같은 큰 산맥을 만들었다. 그때의 지각은 전 세계적으로 활동성이 여서 큰 산맥뿐만 아니라 화산작용이나 암석의 변성작용 등 여러 가지 사건도 발생하였다. 졸리는 대변동의 주기성은 암석의 방사능에 의해서 일어난다는 새로운 학설을 제창하였다. 그 이론의 기본은 지각이 열을 전하기 어려운 물질로 되어 있기 때문에 지하 깊은 곳에서 발생하는 방사성 열에너지가 차츰 지각 아래에 축적되고 드디어 지각저층이 용융 해버리기 때문이다. 조산작용을 설명하기 위한 맨틀대류설은 졸리의 설과 마찬가지로 지구 내부에서 방사능에 의하여 발생되는 열이 보통의 고체열전도만으로는 충분히 배출되지 못하고 점점 내부에 축적되는 것을 전제로 하고 있다. 그렇게 되면 축적된 열 때문에 내부온도는 상승하고 심부에 있는 물질은 열팽창 때문에 가벼워져서 결과적으로 대류를 일으키기 시작할 것이라는 것이다. 이동설의 쇠퇴가 되고 지금 다시 대륙이동설이 차지하는 학술적인 값어치를 1930년대의 시점에서 돌아보면 듀 토이트의 엔진 달린 대륙선설, 졸리의 윤회설, 홈즈의 대류설 등이 등장하여 테일러와 베게너의 당초의 이론과는 상당히 다른 형태로 논의가 변천해왔다. 그들의 이론은 당시로서는 매우 선구적이며 위대한 지질학자들의 독창적인 두뇌의 소산이었다. 다만 애석하게도 이 착상들을 합리적이고 실증적으로 뒷받침할 자료가 너무나 적었다. 따라서 그들은 스스로 실증적이라고 자부하고 있었으므로 지질학자를 비과학적인 학자들이라고 자칫 생각하기 쉬운 지구물리학자들은 이 학설들에 그다지 귀를 기울이지 않았다. 뿐만 아니라 너무나도 혁명적으로 보이는 설에 대한 신중성 때문에 오히려 부정적인 의견을 갖고 있었다. 지구과학이라는 영역은 너무나 광범위하다. 설명조차 쉽지 않다. 지구뿐만 아니라 우주라고 불리는 곳에 속해있는 모든 것들은 다 포함되는... 아마도 지구과학이라는 학문이 가장 광범위한 범위를 지니지 않았을까 하는 생각이 든다. 많은 지학의 학자들에 의해서 우리는 지금까지 지구, 더 넓게 나아가서 우주를 알 수 있었다. 지구상에는 어떠한 것들이 존재하고 있다든지, 우주에는 어떤 행성들이 존재하고 어떠한 상태인가 등등 알 수 있게 되었다. 우주 영역뿐만 아니라 흔히 우리가 말하는 자연재해... 이것도 지구과학에 의해서만 설명이 가능하다는 생각이 든다. 현재 지구 내부에서 일어나는 모든 기상천외한 일들까지도 지학의 학자들은 끊임없이 연구하여 학설을 주창한다. 또한 지구 외부에서의 현상들까지도 인공위성이라든지 로켓 등등의 최첨단 장비를 이용해 조사하고 있다. 이 책을 읽을 때 한숨밖에 나오질 않았다. 글씨가 조그마해서 눈에 피로를 느끼기에 딱 좋은 책인데, 한문은 왜 이리도 많았던지... 읽으면서 한문 해석에 화가 나서 도중에 멈추기도 여러 번이었다. 하지만 이 것 한권을 읽었을 때, 성취감은 다른 것보다 좋았다. 어찌 보면 지구과학에 대한 공부뿐만 아니라, 한문 공부도 절로 되었기 때문이다. 너무도 광범위해서 표현부터가 불가능해 보이는 지구... 앞으로도 더욱더 옛 이론들을 근거로 삼아 뒷받침할 수 있었으면 좋겠다.