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- 열 구조 요인과 침식이 경관에 미치는 영향을 연결한 모델 사용해 새로운 분류 개발
- 유형 1: 히말라야와 중앙 안데스 산맥, 느리지만 꾸준하게 자라, 거의 침식없어
- 유형 2: 대만 중부의 산등성, 산은 성장과 침식이 서로 균형, 너비와 높이 자라지 않아
- 유형 3: 뉴질랜드의 서던 알프스, 너비 증가 없고 높이 빠르게 줄어들어

산에 대한 새로운 측정
보몽 수(Beaumont Number)는 산맥의 높이와 운명을 결정짓는 힘을 보여준다.

새로운 분류:
산은 복잡한 힘의 상호 작용 결과다. 새로운 측정은 이제 이러한 요인 중 어느 것이 우세한지를 보여주고 이에 따라 전 세계적으로 산맥을 균일하게 분류할 수 있다. 구조론, 침식 및 지각 안정성의 영향에 따라 산맥은 세 가지 큰 등급으로 나눌 수 있다. 그들은 또한 이 산들의 미래 운명이 어떻게 될 것인지를 보여준다. 

▲ 산맥의 모양과 높이는 세 가지 요소의 상호 작용에 의해 결정된다.

알프스 산맥, 히말라야 산맥, 안데스 산맥 :

지각판이 충돌하고 지각을 압축하는 곳에 산이 형성된다.
산이 얼마나 높은지는 판의 이동 속도, 가해지는 무게에 대한 지각의 탄력성, 침식에 따라 달라진다. 일부 낮은 산맥에서 볼 수 있듯이 비와 바람에 의한 침식은 수백만 년 동안 이전의 높은 산을 단순한 언덕으로 침식할 수 있기 때문이다.

산의 모양과 미래의 운명은 세 가지 과정의 복잡한 상호 작용에 달려 있다. 그러나 지금까지 이러한 힘 중 어느 것이 오늘날의 산의 모양에 우세하고 결정적인지 논쟁이 있었다.

모든 산에 대한 숫자

이제 새로운 분류가 더 명확해진다. 하나의 측정값으로 어떤 프로세스가 산맥을 형성했는지 알 수 있다. 공동 저자인 독일 포츠담 지구과학 연구센터(GFZ)의 장 브라운(Jean Braun)은 "우리의 보몬트(프랑스어 보몽) 수(Bm: Beaumont Number)를 사용하면 구조론, 기후 및 산악 지대의 높이를 제어하는 ​​지각 강도 간의 관계를 나타낼 수 있다"라고 설명했다. "Beaumont 수는 이 세 가지 요인 중 어느 것이 지배적인지를 나타낸다.“

브라운(Braun)과 수석 저자인 베르겐(Bergen) 대학의 세바스티안 볼프(Sebastian Wolf)가 이끄는 팀은 열 구조 요인과 침식이 경관에 미치는 영향을 연결한 모델을 사용해 새로운 분류를 개발했다. 시뮬레이션에서 그들은 두 개의 지각판이 충돌하게 하여 비와 강에 의한 침식 속도, 판 충돌 속도, 암석권의 순응성을 변화시켰다.

세 가지 유형의 산악 개발

세 가지 영향 요인의 비율에 따라 산이 특징적인 방식으로 발전하고 세 가지 기본 형태를 형성한다는 것이 밝혀졌다.
첫 번째 유형은 구조가 강하지만 침식이 거의 없는 것이 특징이다. 결과적으로 산의 높이는 주로 구조론과 지각 강도에 의해 결정된다. 두껍고 비스듬히 쌓인 지각 층이 형성되어 산이 점점 더 넓어진다. 이 유형의 무게로 지각이 무너지기 때문에 유형 1 산은 초기 단계 이후에 약간만 자란다. 그럼에도 불구하고 침식이 거의 없기 때문에 높은 높이에 도달할 수 있다. 이 산들은 계속해서 느리지만 꾸준하게 자라며 오랜 시간이 지나도 거의 침식되지 않는다. 이 산 유형의 예는 히말라야와 중앙 안데스 산맥이다. 이 유형의 산은 팀이 설명하는 것처럼 0.5보다 높은 보몬트 수로 식별할 수 있다.

성장과 침식 사이

두 번째 산 유형은 한편으로는 구조론과 지각 강도 사이의 균형과 다른 한편으로는 침식 사이의 균형이 특징이다. 결과적으로 이 산맥도 처음에는 높이가 급격히 증가하다가 나중에는 지각을 생성하여 최대값에 도달한다. 그러나 유형 1과 달리 산은 성장과 침식이 서로 균형을 이루기 때문에 너비와 높이가 더 이상 자라지 않는다. 0.4에서 0.5 사이의 보몬트 수는 유형 2 산에서 일반적이며, 그 예는 대만 중부의 산등성이다.

대조적으로, 유형 3 산은 주로 침식을 특징으로 한다.
높은 침식률은 이미 초기 높이 성장을 제한하고 추가 개발을 특징 짓는다. 일반적으로 보몬트 수가 0.4 미만인 이 산들은 지각 융기가 가라앉자마자 더 이상 너비가 증가하지 않고 높이가 매우 빠르게 줄어든다. 일반적으로 이러한 산맥은 강우량이 많은 습한 기후에 위치하며, 예를 들어 뉴질랜드의 서던 알프스가 있다.

분류 단순화

이 새로운 분류를 통해 산맥을 특징짓는 과정을 비교적 쉽게 이해할 수 있다.
"대부분의 산악 지대의 경우 복잡한 측정이나 가정 없이 이것이 가능하다"라고 Braun은 설명했다. "현재 판 속도 또는 판 재구성에서 수렴 속도, 지형도에서 산맥의 고도, 지질 기록에서 확장 속도만 알면 된다.“

결과 Beaumont(보몽)-수는 어떤 요인이 지배적인지를 나타낸다. 브라운은 “산이 낮거나 높은 것은 판의 수렴 속도가 느리거나 빠르거나, 기후가 습하거나 건조하거나, 지각이 강하거나 약하기 때문”이라고 말했다.
(Nature, 2022; doi: 10.1038/s41586-022-04700-6)

출처: Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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