[함께 읽는 과학도서] 천천히 곱씹으며 느리게 읽기 <지구의 짧은 역사> 2부

“ 맨들 대류 세포 위의 암석권 판들을 움직이는 힘은 무엇일까? 중앙 해령에서 위로 밀어올리는 힘일까, 아니면 섭입대에서 맨틀보다 더 밀도가 높은 해양 지각이 가라앉는 힘일까? 이 두 이론은 각각 "해령 밀침(ridge push)"과 "판 당김(slab pull)"으로 불린다. 어느 쪽이든 간에 결과는 같다. 중앙 해령은 해저 위로 솟아오르며, 그곳에서 대류 세포가 솟아오르는 지점의 열 흐름이 가장 크다. 지각판들은 해령에서 해구 쪽으로 미끄러져 내려가는 것일까? 아니면 섭입되는 "차가운" 지각, 앞에서 살펴본 것처럼 깊이 가라앉는 지각이 식탁보를 한쪽에서 잡아당기는 것처럼 지각판을 끌어당기는 것일까? 직관적으로 볼 때 전자일 듯 하다. 이유는 땅이 자력으로 스스로를 들어 올리는 듯하기 때문이다. 즉 중앙 해령에서 새로운 지각이 형성되는 현상이 격렬한 자발적인 활동인 양 보이기 때문이다. 단층대를 따라 난 이글거리는 균열은 대단히 격렬하다는 인상을 심어준다. 하지만 사실 해령에서 일어나는 화산 폭발은 아주 온화하다. 어찌 보면 인접한 지각판들이 서로 멀어질 때 생긴 공간으로 그냥 새 지각이 스며드는 듯하다. 게다가 지각판들이 움직이는 속도를 비교해보면, 지각판이 접하고 있는 해구의 길이와 속도가 관련이 있는 듯하다. * 즉 섭입이 일어나는 가장자리가 더 길수록 지각판의 이동도 더 빨라진다. 이것은 판 당김이 해령 밀침보다 더 중요하다는 관점을 지지한다. 즉 가라앉는 지각판들이 땅을 움직이는 엔진이 되는 것이다. ”

“ 세계관 그가 주인보다 더 잘 안다는 말을 제 입으로 내뱉지 못하도록 하다. 그는 햇빛 속에서 촛불을 들고 있을 뿐이니까. - 윌리엄 블레이크, <천국과 지옥의 혼인(Marriage of Heaven and Hell)> 지구의 얼굴이 놀라운 점은 대단히 뒤죽박죽이라는 것이다. 그것은 각기 다른 암석들로 이루어진 극도로 복잡한 조각 그림 맞추기 퍼즐이다. 길버트와 설리번의 "방랑하는 가수"에 나오듯이, 그것은 "누더기"이다. 역사는 35억 년 넘게 그것을 기워왔다. 지구의 얼굴은 바다가 높아졌다 낮아졌다 할 때마다 갈라졌다가 합쳐지면서 다듬어지고 또 다듬어져왔다. 대륙들이 얕은 바다에 잠겼다가 물이 빠져 드러날 때면, 그 사이에 만들어진 사암이나 석회암, 셰일이나 자갈은 그대로 남았다. 페인티드 사막은 오래 전에 물든 곳이다. 어느 곳에서든 침식은 한때 지각 깊은 곳에 놓여 있던 구워진 암석들을 파낸다. 가지각색의 세계는 지질학적 광대옷을 입고 있다. 기반암을 기후를 매개로 하여 경관의 형태, 식생, 재배할 수 있는 작물의 종류에 영향을 미치며, 심지어 철과 유리가 널리 쓰이기 전에 도시를 짓는 데에 사용된 돌과 벽돌의 종류에도 영향을 미쳤다. 우리는 모두 지질학적 경관에서 자라났으며, 아마 지금도 알게 모르게 그것과 연관을 맺고 있을 것이다. 인류는 자신의 고향을 사랑하도록 프로그램되어 있는 것 같다. 러시아인들은 탁 트인 스텝 지대의 소나무를 사랑하고, 오스트레일리아 원주민들은 끝없이 이어진 내륙을 사랑하며, 양치기들은 양들이 점점이 흩어져 있는 언덕들을 사랑하고, 슈롭셔의 젊은이들은 푸른 언덕을 사랑한다. 우리 대다수는 이런 내밀한 방식으로 세상을, 암석들과 기타 모든 것을 인식한다. 우리의 누더기는 우리의 고향이다. 하지만 자기 양들이 기어오르는 언덕의 지층에 관심을 기울이는 양치기는 아마 없을 것이다. 그 땅속에 있는 암석들이 자신들의 삶을 궁극적으로 통제한다고 할지라도 말이다. 다른 암석들도 마찬가지로 다른 삶들을 지배하고 있다. 우리는 자기 가족의 비극에 더 애통해하듯이, 국지적인 경관에 더 애정 어린 반응을 보인다. 비록 우리는 인정하기를 주저하지만, 사회의 더 폭넓은 현안들에는 그런 식으로 관심을 기울이지 않는다. 우리가 인정하든 안 하든 간에 지질은 가장 내밀한 방식으로 중요한 영향을 미친다. ”

“ 판의 어느 쪽 경계도 조용하지 않다. 섭입대에서는 암석이 변형되어 산과 화산이 되고, 해양 지각에 균열이 생겨 단층이 생성되며, 하나의 판이 다른 판 아래로 들어갈 때면 퇴적물이 긁혀서 떨어져 나가면서 해저 사태沙汰가 일어난다. 섭입 과정의 압력이 점점 커지다가 서로 힘을 겨루던 두 개의 판이 갑자기 미끄러지면 격렬한 거대 지진이 발생할 수도 있다. 지진 활동을 모두 위험하지만 특히 이런 거대 지진은 2004년 인도네시아를, 2011년에 일본을 덮쳤을 것과 같은 악몽 같은 쓰나미를 발생시킬 수 있다. 만약 지진의 규모가 8.5를 넘는다면 분명히 섭입대에서 발생했을 것이다. 지각판은 결코 얌전하게 가라앉지 않는다. ”

“ 지구의 유아기에 지각판 운동이 연속적으로 일어난 것이 아니라 간헐적으로 일어났고, 판구조가 국지적으로 시작되어서 얼마 동안 정체된 뚜껑과 공존했을 수도 있다. 이 견해에서는 초기 지각판을 수평으로 이동시키고 판의 가장자리에서 섭입을 일으킨 것이 맨틀 대류였다고 본다. 지금은 섭입되는 판이 맨틀로 내려가면서 잡아당기는 힘이 지각판의 움직임을 일으키지만, 원시 지구에서는 지각판이 아주 약해서, 섭입이 시작되면 쉽께 깨졌을 것이다. 따라서 가라앉는 부위는 끊기면서 지각판 전체를 움직이는 힘을 일으키지 못했을 것이다. 초기 화강암은 그렇게 가라앉은 지각판 조각에서 형성되었을 수도 있지만, 많지만 않았을 것이다. 오늘날의 판구조 체제는 맨틀이 계속 식어서 지각판이 단단해진 뒤에야 자리를 잡았다. ”

“ 런던 웨스트엔드의 사우스켄싱턴에 있는 자연사박물관의 내 연구실에서 출발하자. 여러 지질학자들이 한 세기 넘게 일해온 곳이다. 제3기 지층들의 분지 속에 자리한 모든 멋진 호텔들과 건축물들, 그리고 끝없이 뻗어 있는 런던 교외 지역들을 살펴볼 수 있도록 점점 더 높이 날아올라 가자. 이제 템스 강은 그 분지의 중앙을 가로지르는 은빛 선에 불과하다. 주로 부드러운 모래와 점토로 이루어진 이 지층들 밑에는 더 오래된 암석들이 있다. 런던 동쪽과 남쪽의 언덕들이 늘어선 탁 트인 지대에 도달하면 백악(Chalk)이라는 백악기의 하얀 석회암이 나타난다. 한때 그곳에는 양들이 지천으로 널려 있었다. 뛰어난 자연학자 길버트 화이트는 이 암석 위에 세운 자신의 사제관에서 셀번이라는 한 마을의 역사를 상세하게 기록했다. 화이트의 책은 거의 셰익스피어의 희곡들만큼이나 많이 팔렸고, 그 책의 매력 중 하나는 특정한 장소, 특정한 지질을 깊이 파고들었다는 데에 있다. 런던 분지의 남쪽, 백악은 윌드 지방의 울타리에 해당한다. 윌드 지방은 중세 시대에는 철의 주산지였으며, 지금은 유럽밤나무들이 울창하게 자라서 철을 제련하기 위해서 팠던 옛 연못들을 가리고 있다. 높은 곳에서 보면 대부분 숲으로 뒤덮여 있다. 더 높이 올라가면 백악이 도버의 하얀 절벽들을 이루고 있음을 볼 수 있다. 아마도 많은 영국인들에게 가장 진한 감정을 자아내는 중요한 지질 작품일 것이다. 이 높이에서 보면 도버 절벽들이 영국 해협의 반대편에서 마주 보고 서 있는 프랑스의 절벽들과 같은 종류임을 알 수 있다. 영국 해협은 겨우 몇천 년 전에 바다의 침식으로 깎여서 생긴 지질학적 뒷마무리의 결과일 뿐이다. ”

“ 지질은 국경이라는 것을 모르며, 여기서 보면 백악이 프랑스를 가로질러 더 멀리 뻗어나가 북쪽의 끝없이 펼쳐진 평원들의 기반을 이루고 있다는 것까지 알 수 있다. 그 평원에는 울타리도, 뚜렷한 경계도 없는 밭들에서 수억 개의 바게트 빵을 만드는 데에 쓸 곡물들이 자라고 있다. 그리고 우리가 전 세계의 백악을 따라갈 수만 있다면, 우리는 캐나다 순상지로부터 쥐스가 말했듯이 "텍사스와 멕시코를 죽 가로질러" 흑해와 그 너머 중동까지 비슷한 하얀 석회암들이 뻗어나갔음을 알게 될 것이다. 백악은 바다가 대륙을 뒤덮었다는 사실을 보여주는 기록이다. 그 일은 약 1억 년 전에 일어났으며, 뒤에 남긴 퇴적물은 드넓은 세계를 영구히 하얗게 칠해놓았다. 백악은 한때 북쪽으로 영국 제도의 상당한 지역까지 뻗어 있었다. 비록 지금은 침식으로 거의 대부분 사라졌지만 말이다. 지금 우리 밑으로 보이는 풍족한 영국 남부에서 북쪽으로 쥐라기, 트라이아스기, 페름기에 속한 더 오래된 암석들이 드러난 지역들이 바로 그런 침식이 일어난 곳이다. 그리고 페나인 산맥의 헐벗은 산줄기가 잉글랜드 북부를 세로로 가르고 있는 곳도 그렇다. 남서쪽 다트무어의 황량한 지대에서는 화강암이 지표면에 드러나 있어서, 아주 오랫동안 사람들이 길들이고 정착한 섬에서도 여전히 야생이 남아 있음을 보여준다. 콘월 반도는 알프스 산맥이 솟아오르기 2억 년 이상 전에 유럽을 갈랐던 옛 윌슨 주기, 즉 바리스칸 조산운동의 유산이다. 요아힘 계곡의 옛 광산들처럼 유럽의 풍족한 광물의 상당 부분은 예전의 이 사건이 남긴 유산이다. 그 사건은 당시 마터호른을 솟아오르게 한 조산운동만큼이나 중요한 사건이었다. 페나인 산맥 양쪽에 발달한 석탄기의 석탄 분지들은 산업혁명의 추진력이 되었고, 제국의 증기기관들에 동력을 제공했다. 이제 갱들은 거의 전부 물에 잠기거나 버려졌고, 거의 알아볼 수 없는 생물의 골격처럼 녹슬고 못쓰게 된 채굴 도구들도 보인다. 인간의 주기들은 지구의 주기들에 비해서 터무니없을 정도로 짧다. ”

“ 이토록 많은 사람들이 우리 다음 세대의 삶을 바꿔놓을 지구적인 변화에 거의 신경도 안 쓰는 이유가 대체 무엇일까? 1968년 세네갈 산림 감시원 바바 디움은 기억에 남을 답을 내놓았다. "결국 우리는 자신이 사랑하는 것만을 보존할 것이고, 자신이 이해하는 것만을 사랑할 것이며, 자신이 배운 것만을 이해하게 될 겁니다." ”