지구의 대륙은 고정되어 있지 않습니다. 수억 년에 걸쳐 천천히 움직이며 합쳐지고 분리됩니다. 약 3억 년 전, 모든 대륙이 하나로 합쳐진 초대륙 판게아가 있었습니다. 남극에서 북극까지 뻗은 거대한 땅덩어리였으며, 주변은 판탈라사라는 거대한 바다가 둘러쌌습니다. 판게아는 그리스어로 '모든 땅'을 뜻하며, 독일 과학자 알프레드 베게너가 1912년 대륙 이동설을 제안하며 이름 붙였습니다. 베게너는 남아메리카와 아프리카 해안선이 퍼즐 조각처럼 맞아떨어진다는 것을 발견했습니다. 두 대륙에서 같은 화석이 발견되고, 같은 종류의 암석과 산맥이 이어지며, 고대 빙하 흔적이 연결되었습니다. 이는 과거 하나였다가 갈라졌음을 시사했습니다. 하지만 당시 과학계는 무시했습니다. 대륙이 움직인다는 것이 상식에 어긋났고, 베게너는 어떤 힘이 대륙을 움직이는지 설명하지 못했습니다. 그는 1930년 그린란드 탐험 중 사망했고, 이론은 잊혔습니다. 하지만 1960년대 해저 확장과 판 구조론이 발견되며 베게너가 옳았음이 증명되었습니다. 판게아는 역사상 가장 최근 초대륙이지만 유일하지 않습니다. 더 오래전에도 여러 초대륙이 있었으며, 로디니아는 약 10억 년 전, 누나는 약 18억 년 전, 케놀랜드는 약 27억 년 전에 존재했습니다. 초대륙은 약 6억 년 주기로 형성되고 분열하는 초대륙 순환을 겪습니다. 이 글에서는 판게아의 형성과 분열, 대륙 이동의 증거, 초대륙의 역사, 그리고 미래 초대륙을 상세히 알아보겠습니다.
판게아의 형성과 분열
판게아는 약 3억 3500만 년 전부터 형성되기 시작했습니다. 여러 대륙이 천천히 모여 약 3억 년 전 석탄기 말에 완성되었습니다. 로렌시아는 북아메리카와 그린란드, 발티카는 북유럽, 곤드와나는 남아메리카, 아프리카, 인도, 남극, 오스트레일리아를 포함했습니다. 이들이 충돌하며 거대한 산맥을 만들었습니다. 애팔래치아 산맥은 북아메리카와 아프리카 충돌로 형성되었으며, 당시에는 히말라야만큼 높았습니다. 지금은 침식되어 낮아졌지만, 스코틀랜드와 노르웨이 산맥과 원래 하나였습니다. 판게아는 C자 모양이었습니다. 중앙에 테티스해라는 거대한 만이 있었고, 나머지는 판탈라사 대양이 둘러쌌습니다. 적도를 가로질렀지만 대부분 남반구에 있었습니다. 북쪽은 로라시아, 남쪽은 곤드와나로 나뉘며, 경계는 대략 적도였습니다. 판게아의 기후는 극단적이었습니다. 내륙은 바다에서 수천 킬로미터 떨어져 매우 건조했습니다. 비는 해안에만 내렸고, 중심부는 거대한 사막이었습니다. 계절 차이도 심했으며, 여름은 매우 덥고 겨울은 매우 추웠습니다. 몬순이 강했으며, 여름에는 육지가 뜨거워져 바다에서 습한 공기를 끌어들이고 폭우가 쏟아졌습니다. 생물다양성은 낮았습니다. 대륙이 하나로 연결되어 동물과 식물이 자유롭게 이동했고, 지역마다 고유한 생태계가 발달하지 못했습니다. 해안선이 짧아 얕은 바다 서식지가 적었고, 해양 생물도 다양성이 낮았습니다. 페름기 말 대멸종은 약 2억 5200만 년 전 일어났습니다. 생명의 90퍼센트 이상이 사라진 가장 극심한 멸종이며, 시베리아 트랩 화산 폭발이 주원인입니다. 수십만 년간 용암을 분출하며 이산화탄소와 이산화황을 대기로 방출했고, 온실 효과로 기온이 급상승하고 바다 산소가 고갈되었습니다. 판게아의 형성도 기여했을 가능성이 있습니다. 대륙 충돌로 얕은 바다가 사라지고, 기후가 극단적으로 변하며 많은 종이 적응하지 못했습니다. 판게아는 약 2억 년 전부터 분열하기 시작했습니다. 맨틀 대류가 판게아 아래에 뜨거운 플룸을 올려보냈고, 대륙을 위로 밀어 균열을 만들었습니다. 열곡이 생기며 화산 활동이 일어났고, 결국 대륙이 갈라졌습니다. 먼저 북아메리카와 아프리카 사이가 벌어지며 대서양이 형성되기 시작했습니다. 중앙 대서양 마그마 지대는 약 2억 년 전 대규모 화산 폭발로, 판게아 분열의 시작을 알렸습니다. 이산화탄소 방출로 삼첩기-쥐라기 경계 멸종이 일어났습니다. 이후 남아메리카와 아프리카가 분리되고, 인도가 곤드와나에서 떨어져 북쪽으로 이동하며 약 5000만 년 전 아시아와 충돌하여 히말라야를 만들었습니다. 오스트레일리아도 남극에서 분리되어 북쪽으로 이동했습니다. 대서양은 계속 넓어지고 있으며, 현재도 연간 약 2.5센티미터씩 벌어지고 있습니다. 수억 년 후에는 태평양만큼 넓어질 것입니다.
대륙 이동의 증거
베게너가 제시한 증거는 여전히 유효합니다. 해안선 일치는 가장 직관적입니다. 남아메리카와 아프리카 해안선은 육안으로도 맞아떨어지며, 컴퓨터로 대륙붕 경계를 맞추면 거의 완벽하게 일치합니다. 화석 증거도 강력합니다. 메소사우루스는 페름기 민물 파충류로, 남아메리카와 아프리카에서만 발견됩니다. 바다를 건널 수 없었으므로, 두 대륙이 붙어있었음을 증명합니다. 글로소프테리스는 양치류로 남아메리카, 아프리카, 인도, 남극, 오스트레일리아에서 발견되며, 곤드와나가 하나였다는 증거입니다. 씨앗이 무거워 바람이나 물로 대양을 건널 수 없습니다. 리스트로사우루스는 삼첩기 초식 파충류로 역시 곤드와나 대륙들에서 발견됩니다. 키노그나투스는 수궁류로 남아메리카와 아프리카에 서식했습니다. 암석과 산맥 연속성도 증거입니다. 애팔래치아 산맥과 스코틀랜드 칼레도니아 산맥은 같은 시기 형성되었고, 암석 구성이 동일하며, 원래 하나의 산맥이었습니다. 남아프리카 케이프 산맥과 아르헨티나 시에라 산맥도 연결되며, 지질 구조가 일치합니다. 고기후 증거는 과거 기후를 보여줍니다. 약 3억 년 전 빙하 흔적이 남아메리카, 아프리카, 인도, 오스트레일리아, 남극에서 발견됩니다. 현재는 열대나 온대 지역이지만, 당시에는 남극 근처에 모여 있어 빙하가 덮었습니다. 빙하가 긁은 자국의 방향이 모든 대륙에서 일관되게 남극 중심에서 퍼져나가는 패턴을 보입니다. 석탄층도 증거입니다. 석탄은 열대 숲에서 형성되는데, 남극과 시베리아에 석탄층이 있습니다. 과거 이들이 적도 근처에 있었음을 의미합니다. 고지자기 증거는 암석 속 자화를 분석합니다. 용암이 식으며 당시 자기장 방향으로 자화되어, 과거 대륙 위치를 추적할 수 있습니다. 같은 시기 다른 대륙의 자화 방향을 비교하면 상대 위치를 알 수 있습니다. 1950년대 연구로 대륙이 움직였음이 확실해졌습니다. 해저 확장은 결정타였습니다. 1960년대 해리 헤스가 제안했으며, 중앙 해령에서 새로운 해양 지각이 생성되어 양쪽으로 퍼진다는 이론입니다. 중앙 해령의 현무암이 양쪽으로 갈수록 오래되고, 자기 줄무늬 패턴이 대칭입니다. 지구 자기장이 역전될 때마다 새로 생성된 암석에 기록되어 줄무늬를 만듭니다. 이는 해저가 확장하고 대륙이 멀어진다는 명백한 증거였습니다. GPS는 현재 대륙 이동을 직접 측정합니다. 밀리미터 정확도로 대륙 움직임을 추적하며, 판게아 분열이 여전히 진행 중임을 보여줍니다.
초대륙의 역사와 미래
과거 초대륙들
판게아 이전에도 초대륙이 있었습니다. 로디니아는 약 11억~7억 5000만 년 전 존재했습니다. 판게아보다 더 오래되고 덜 알려졌지만, 지질학적 증거로 재구성되었습니다. 대부분 적도 근처에 있었고, 분열하며 크리오제니안 빙하기를 촉발했을 가능성이 있습니다. 대륙이 흩어지며 풍화가 증가하고 이산화탄소를 흡수하여 지구가 냉각되었습니다. 눈덩이 지구로 이어졌고, 이후 다세포 생물 진화가 가속화되었습니다. 판노티아는 약 6억~5억 4000만 년 전 짧게 존재한 초대륙입니다. 로디니아 분열 후 다시 모였다가 빠르게 갈라졌으며, 캄브리아기 폭발 직전이었습니다. 대륙 분열로 얕은 바다가 늘어나 새로운 서식지가 생기고, 생물 다양화에 기여했을 수 있습니다. 누나는 약 18억~15억 년 전 존재했습니다. 최초의 확실한 초대륙으로 여겨지며, 산소 농도 증가와 관련됩니다. 대륙 충돌로 화산 활동이 증가하고 영양분이 바다로 흘러들어 광합성 생물이 번성하며 산소를 방출했습니다. 케놀랜드는 약 27억 년 전 존재했을 가능성이 있는 가장 오래된 초대륙입니다. 증거가 희박하지만 고대 암석 분석으로 추정됩니다. 초대륙 순환은 윌슨 순환이라고도 하며, 약 6억 년 주기로 반복됩니다. 초대륙 형성, 안정, 균열, 분열, 분산, 재집합의 과정을 거칩니다. 초대륙 아래 맨틀이 뜨거워지며 상승하여 균열을 만들고, 분열된 대륙들이 다시 반대편에서 모입니다.
미래의 초대륙
현재 대륙은 계속 움직이고 있습니다. 미래에는 다시 모여 새로운 초대륙을 형성할 것입니다. 여러 시나리오가 제안됩니다. 판게아 울티마는 약 2억 5000만 년 후 형성될 초대륙입니다. 대서양이 닫히고 아메리카와 유럽, 아프리카가 다시 충돌합니다. 태평양은 계속 확장하며, 모든 대륙이 태평양 반대편에 모입니다. 판게아와 비슷한 모습이지만 위치가 다를 것입니다. 아마시아는 북극 중심 초대륙입니다. 약 2억 년 후 형성되며, 아메리카와 아시아가 북극에서 만나 대서양과 태평양이 모두 확장합니다. 북극해가 닫히고 새로운 산맥이 생깁니다. 노보판게아는 또 다른 시나리오로, 판게아가 같은 위치에서 재형성됩니다. 대서양이 계속 확장하다가 역전되어 닫히고, 아메리카가 아프리카와 유럽을 향해 돌아옵니다. 어느 시나리오가 실현될지는 맨틀 대류 패턴에 달렸습니다. 예측이 어렵지만, 확실한 것은 대륙이 계속 움직인다는 것입니다. 미래 초대륙의 기후는 극단적일 것입니다. 내륙은 건조하고, 해안은 몬순이 강하며, 생물다양성은 감소할 것입니다. 하지만 수억 년 후이므로 인류가 존재할지 알 수 없습니다. 판게아와 대륙 이동은 지구가 살아있음을 보여줍니다. 땅은 고정되지 않고 천천히 춤추며, 생명의 역사를 형성했습니다. 과거를 이해하면 미래를 예측할 수 있습니다.