바다의 물은 빠른 기세로 지구 내부로 흡입되고 있다

지구에는 바다가 있다. 46억 년 전 지구가 탄생한 지 10억 년 후 바다가 생겨 거기서 태어난 생물이 곧 육지로 올라왔다. 바다는 그런 옛날부터 항상 지구와 함께 있었다. 하지만 푸른별 지구라는 상식은 추억이 될지도 모른다. 히로시마대학 박사과정의 하타케야마 코헤이 씨, 카타야마 이쿠오 교수 등이 발표한 논문에 의하면 바다의 물은 예상보다 빠른 페이스로 지구 내부로 빨려 들어가고 있고 단순히 계산하면 6억 년 후에는 사라지는 속도다.

지구상의 물은 모습을 바꾸면서 지구 전체를 둘러싼다. 바다의 물이 증발하고 육지로 내린 비는 강이 되어 바다에 붓는다. 이 순환에 세계의 바다를 여행하는 심층의 해류를 포함해 생각해도 한번 순환하는데 필요한 시간은 기껏해야 수천 년이다.

한편 이보다 훨씬 긴 물의 순환도 있다. 지구의 표면은 전체가 십 수장의 거대한 플레이트(암판)로 나뉘어 있다. 이들은 서로 밀어붙이거나 옆으로 어긋나 있고 육지가 실려 있는 대륙 플레이트 아래에는 그것보다 무거운 해양 플레이트가 잠입하고 있다. 일본 열도가 실려 있는 플레이트 아래에는 동쪽으로부터 태평양 플레이트, 필리핀해 플레이트가 잠입하고 있다.

이 해양 플레이트는 상면이 해저이므로 해수를 포함한다. 해수를 포함한 채로 지구의 내부에 잠입해 가므로 그만큼 바다의 물이 줄어들게 된다. 해양 플레이트는 수백만 년, 수천만 년에 걸쳐 잠입한다.

해양 플레이트는 성질이 다른 상하의 2층으로 되어 있다. 해수에 접하고 있는 상측은 두께가 5킬로미터 정도의 지각이고 아래쪽은 보다 깊게 퍼져 있는 맨틀의 최상부다. 해양 플레이트가 대륙 플레이트에 잠입하는 부분은 해저의 깊은 홈으로 되어 있고 해구라고 불린다. 해구 주변에서는 지진이 빈발한다. 이 지진을 일으키는 단층 유형 중 하나는 'outer rise 단층'이다.

outer rise 단층은 해구보다 앞바다 해저에 생기는 균열이다. 이 균열로부터 해수가 해저 아래에 잠기어 간다. 해수에 접하고 있는 지각에 물이 포함되어 있는 것은 이전부터 알고 있었는데 최근 해수가 균열이 있는 맨틀에도 포함되어 있는 것이 지진파의 관측으로부터 확인되었다. 그러나 이 맨틀상부에 몇% 정도의 물이 포함되는지 구체적으로 알지 못했다.

지하의 맨틀이 물을 포함하면 사문암이라는 암석이 되어 과거의 지각변동으로 지표나 해저에 나타나는 일이 있다. 연구팀은 치바현의 보소반도와 마리아나 해구 근처에서 채취된 사문암을 사용하여 맨틀이 지하에서 얼마나 많은 물을 포함하는지를 실험에서 구했다.

그 결과, 해양 플레이트의 맨틀은 약 2.3%의 물을 포함할 수 있어 지각이 포함하는 수분의 약 2.1%에 필적하는 것을 알 수 있었다. 지각의 두께가 5킬로미터 정도인 것에 비해, 그 아래의 맨틀에 물이 침투하는 깊이는 약 7킬로미터. 해양 플레이트가 대륙 플레이트 아래에 잠입하는 곳에서는 상층의 지각에도 하층의 맨틀에도 같은 양의 물이 포함되어 있게 된다. 즉, 해저에 묻힌 해수는 지금까지 생각되고 있던 속도의 2배의 페이스로 지구 내부에 흡입되어 간다. 이 물의 양은 지구 전체에서 매년 23억 톤 정도가 되어, 현재의 바다로부터 매년 이 양이 없어져 가면, 약 6억 년 후 바다의 물이 없어진다는 계산이다.

이렇게 대륙 아래에 들어간 해양 플레이트에서 물이 짜내어지고 상승한 마그마와 함께 지상에 방출된다. 하지만 그 양은 지구 내부에 잠입하는 물에 비하면 훨씬 적은 것으로 보인다.

출처 참조 번역
- Wikipedia
- 海の水は、あと6億年でなくなりそうな勢いで地球に吸い込まれている
https://scienceportal.jst.go.jp/newsflash/20171101_01/#:~:text=%E3%81%9D%E3%81%AE%E7%B5%90%E6%9E%9C%E3%80%81%E6%B5%B7%E6%B4%8B%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88%E3%81%AE,%E3%81%99%E3%82%8B%E3%81%93%E3%81%A8%E3%81%8C%E5%88%86%E3%81%8B%E3%81%A3%E3%81%9F%E3%80%82