홍해는 해양 지질학자들에게 이상적인 연구목표로 밝혀지고 있다. 홍해의 초기 형성단계는 관찰될 수 있는데 이 바다는 다른 해양과는 다른 출생 프로세스를 가지고 있는 것으로 보인다. GEOMAR 헬름홀츠 해양연구소(GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel)와 킹 압둘아지즈 대학교(King Abdulaziz University, 사우디아라비아) 과학자들이 수행한 연구는 소금 빙하가 과거의 모델을 왜곡했음을 보여주고 있다. 이 연구는 지구행성과학회보(Earth and Planetary Science Letters)에 최근 발표됐다.

태평양과 대서양, 인도양은 아메리카, 유럽, 아시아, 호주 대륙과 접해 있지만 지질학자의 관점에서 볼 때 이는 스냅사진이다. 지구 역사에서 많은 다른 대륙들이 형성, 분열됐다. 해양이 생성되는 동안 새로운 해저가 형성되고 사라지는 것이 반복됐다. 판구조론은 이 프로세스를 설명하는 일반적인 용어이다.

현재 아프리카 대륙에서 분리된 아라비아 반도에 있는 홍해는 대륙 분리와 해양 출현이 관측되는 극소수 중 지역 중 하나이다. 3년 공동 프로젝트, JTP(Jeddah Transect Project)를 수행하는 GEOMAR 헬름홀츠 해양연구소와 킹 압둘아지즈 대학교 연구자들은 해저 지도와 샘플링, 자기 모델링을 통해 지구 지각에서 이 갈라진 부분을 정밀하게 관찰하고 있다. 연구를 지도한 GEOMAR 니코 오거스틴(Nico Augustin) 박사는 "이번 발견은 해양 분지구조의 초기 단계를 밝히는데 새로운 빛을 비추고 특히 홍해에 대한 생각을 변화시킬 것"이라고 전했다.

대륙은 갈라지기 이전에 확장되고 화산활동에 의해 얇아지며 새로운 해양 분지구조가 형성되는 것은 분명하다. 이러한 갈라짐은 대륙이 가장 크게 확장된 곳에서 발생하며 단층도 마찬가지이다. 지질이 파괴되는 동안 발생하는 세부적인 프로세스는 논쟁 중이다. 이번 논문의 공동저자인 GEOMAR 콜빈 데비(Colin Devey) 교수는 “대부분의 해양 오일과 가스 원천은 이전의 단열대 근처에 있어 이번 연구는 경제·정치적으로 암시하는 바가 있다”고 말했다.

기존의 이론은 대륙이 하나의 완전한 선을 따라 거의 동시에 분리되고 해양 분지구조가 동시에 형성된 것으로 보고 있다. 그러나 홍해는 이 이론과 맞지 않는다. 이곳에서는 하나의 모델이 몇 개의 작은 단열대와 일치한다. 이 단열대는 번갈아 줄을 서고 점차적으로 하나로 결합돼 오랜 상변화 동안 상대적으로 해양의 출현을 더디게 했다.

오거스틴 박사는 “우리의 연구는 홍해가 예외적이지 않지만 다른 해양 분지구조를 따라 생성됐음을 보여준다”고 말했다. 과거 이론에서는 홍해 해저가 소금 빙하에 의해 단순하게 변조됐다. 이번 프로젝트(JPT)에 참여한 공동 논문저자인 프로우켸 반데르 즈완(Froukje van der Zwan) 박사도 “우리가 발견한 화산암은 정상적인 중앙 해령의 화산암과 비슷하다”고 밝혔다.

홍해가 형성된 초기 단계 동안 이 지역은 반복적으로 바짝 마르는 매우 얕은 바다로 덮여 있었다. 이 때문에 얇은 소금 퇴적물이 생성됐고 후에 대륙 지각과 분리됐으며 지질학적인 시간 동안에 소금은 타르처럼 거동하고 흐르기 시작했음을 보여준다.

오거스틴 박사에 따르면, 새로운 고해상도 해저 지도와 자기 모델링을 이용한 결과, 킬로미터 두께의 소금 퇴적물이 아프리카 대륙에서 아라비아 플레이트가 분열된 후 새롭게 생성된 해구로 빙하처럼 흘렀고 중력 때문에 해양 지각을 덮고 있었음을 보여줄 수 있었다고 한다. 이러한 해양 소금 빙하는 균일하게 열곡대를 전체를 덮지 못하기 때문에 몇 개의 작은 단열대에 흔적이 생긴다.

이번 연구 결과는 오직 1개의 메커니즘이 대륙이 분산되는 것을 보여주고 또한 아직까지 얼마나 많은 해양지각이 소금으로 덮여졌는지 알 수 없다는 것을 알린 점에서 의미가 크다. 이 때문에 과거 발표된 홍해 오프닝 연대에 대해서 의문이 제기된다.

데비 교수는 “소금 용액 퇴적물은 금속이 풍부하기 때문에 ‘Atlantis II Deep’은 경제적으로 관심을 끌고 있다”고 밝혔다. 지구 역사에서 화산 작용, 소금 퇴적과 관련된 유사한 퇴적은 다른 해양이 오픈될 때에도 생성될 가능성이 높다. (참조: The rifting to spreading transition in the Red Sea. Earth and Planetary Science Letters, 2014; 395: 217 DOI: 10.1016/j.epsl.2014.03.047)

 

 

 

Bathymetry of a 70-kilometer long section of the rift zone in the Red Sea. In the lower right is the same section in the previous resolution.

 

The Red Sea has turned out to be an ideal study object for marine geologists. There they can observe the formation of an ocean in its early phase. However, the Red Sea seemed to go through a different birthing process than the other oceans. Now, scientists at the GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel and the King Abdulaziz University in Jeddah have been able to show that salt glaciers have distorted the previous models. The study was just published in the international journal Earth and Planetary Science Letters.

Pacific, Atlantic and Indian Ocean, with the land masses of the Americas, Europe, Asia, Africa and Australia in between -- that's how we know our Earth. From a geologist's point of view, however, this is only a snapshot. Over the course of Earth's history, many different continents have formed and split again. In between oceans were created, new seafloor was formed and disappeared again: Plate tectonics is the generic term for these processes.

The Red Sea, where currently the Arabian Peninsula separates from Africa, is one of the few places on earth where the splitting of a continent and the emergence of the ocean can be observed. During a three-year joint project, the Jeddah Transect Project (JTP), researchers at the GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel and the King Abdulaziz University (KAU) in Jeddah, Saudi Arabia, have taken a close look at this crack in Earth's crust by means of seabed mapping, sampling and magnetic modeling. "The findings have shed new light on the early stages of oceanic basins, and they specifically change the school of thought on the Red Sea," says Dr. Nico Augustin from GEOMAR, lead author of the study.

It is, and was, undisputed that a continent is stretched and thinned out by volcanic activity before it ruptures and a new ocean basin is formed. The rifting occurs where the greatest stretching takes place. However, the detailed processes during the break-up are debated in research. On the one hand, one needs to better understand the dynamics of our home planet. "On the other hand, most marine oil and gas resources are located near such former fracture zones. This research can therefore also have economic and political implications," says Professor Colin Devey (GEOMAR), co-author of the study.

Until now, conventional knowledge said that a continent is breaking apart more or less simultaneously along an entire line, and the ocean basin is formed all at once. The Red Sea, however, did not fit into this picture. Here, a model was favored with several smaller fracture zones, lined up one after the other, that would unite gradually, which in turn would lead to a relatively slow emergence of the ocean during a long transition phase. "Our studies show that the Red Sea is not an exception but that it takes its place in line with the other ocean basins," says Augustin. The previous picture we had of the ocean floor in the Red Sea was simply corrupted by salt glaciers. "The volcanic rocks we recovered are similar to those from other normal mid-ocean ridges," says co-author Froukje van der Zwan, working on her PhD as part of the JTP.

During the early formation stages of the Red Sea, the area was covered by a very shallow sea that dried up repeatedly. This created thick salt deposits that later on broke apart with the continental crust. Over geologic time periods, salt shows tar-like behavior and begins to flow. "Our new high-resolution seabed maps and magnetic modeling show that the kilometer-thick salt deposits, after the break-up of the Arabian Plate from Africa, flowed like glaciers toward the newly created trench and thus over the oceanic crust due to gravity," says Augustin. Since these submarine salt glaciers do not cover the rifting zone uniformly over the entire length, the impression of several small fracture zones was created.

The consequences of this discovery are profound: For one, there really seems to be only one single mechanism worldwide for the dispersal of a continent. And secondly, is not yet known how much ocean crust is covered by salt. This questions the previous dating of the opening of the Red Sea. In addition, the volcanically active trench rift zone of the Red Sea, surrounded by salt glaciers, is host of a giant sink filled with a very hot and very salty solution. "Since the sediment in the salt solution is rich in metals, this so-called Atlantis II Deep is also of economic interest," says co-author Devey. It is quite conceivable that over the course of Earth's history similar deposits associated with volcanism and salt deposits were created during the opening phase of other oceans. "Thus, our studies help to clarify older research questions. But they also provide starting points for new investigations in all of the oceans," says Augustin

 

[원문출처 = http://www.sciencedaily.com/releases/2014/05/140506130433.htm]