미국의 지질학

풍부한 질감의 미국의 풍경은 판구조, 풍화, 침식의 결투력의 산물이다. 우리 지구의 45억년 역사에서 지각변동과 충돌판은 거대한 산맥들을 형성했고 침식과 풍화의 힘은 그것들을 허물기 위해 작용했다. 수백만년이 지난 후에도 지구의 거대한 격변의 기록은 독특한 풍경이나 지방을 정의하는 문학적 변화와 표면 패턴으로 각인되어 있다.^[1]

미국 경관의 다양성은 오른쪽 그늘진 구호 이미지에서 쉽게 볼 수 있다. 미국 서부의 '거친' 질감과 중부와 동부 지역의 '매끄러운' 질감의 극명한 대조는 바로 뚜렷이 드러난다. 기초 암석에 작용하는 다양한 공정에 의해 거칠기(지상적 완화)의 차이가 발생한다. 어떤 지역의 지각 역사는 표면에서 노출된 암석 형태와 구조물에 강한 영향을 미치지만, 기후 변화에 수반하는 침식률의 차이는 또한 육지에 깊은 영향을 미칠 수 있다.^[1]

미국에는 12개의 주요 지질학적 성이 있다. 태평양, 콜롬비아 고원, 분지와 범위, 콜로라도 고원, 로키 산맥, 로키 산맥, 로렌티안 업랜드, 인테리어 평원, 인테리어 고원, 애팔래치아 고지, 애틀랜틱 평원, 알래스카, 하와이언어. 각 지방은 고유의 지질학적 역사와 독특한 특징을 가지고 있다.^[1] 이 글은 각 지방을 차례대로 기술할 것이다.

퍼시픽 주

이 지역은 북아메리카에서 지질학적으로 가장 젊고 지질학적으로 활발한 지역 중 하나이다. 이 지방의 대체로 험준하고 산세가 험준하여 산악 지형이 계속되고 있음을 알 수 있다.^[2]

태평양 지방은 지구의 움직이는 판들 몇 개 사이의 경계를 가로지르고 있는데, 그것은 알래스카에서 남아메리카의 남쪽에 이르는 산들의 광활한 호를 건설하는데 필요한 기념비적인 힘의 원천이다. 이 지방은 캐스케이드 산맥의 활화산이나 때로는 치명적인 화산, 태평양 국경과 시에라 네바다 산맥의 젊고 가파른 산들을 포함한다.^[2]

시에라 네바다 주

비록 시에라 네바다 산맥과 캐스케이드 산맥이 미국의 서쪽 가장자리를 따라 거의 연속적인 장벽을 형성하고 있지만, 두 산맥은 실제로 거의 공통점이 없다. 그들은 상당히 다른 지질학적 힘과 과정들에 의해 형성되어 왔고 계속해서 형성되고 있다.^[2]

시에라 네바다의 등뼈를 이루는 바위는 대부분 공룡이 지구를 배회하던 중생대 때 형성된 화강암이다. 당시 현재 시에라 네바다주가 서 있는 곳에는 현재의 캐스케이드 화산호와 비슷한 호 모양의 화산 체인이 폭발했다. 오래된 고생대 바위를 뚫고 솟아오른 녹은 바위는 표면에서 용암으로 분출되었지만, 지구 깊은 곳에서 가장 단단하게 굳어져 시에라 여행자들에게 익숙한 회색 그라나이트 바위를 형성했다.^[2]

멀리서 보면 시어란 바위가 꽤 비슷하게 생겼지만, 사실 그것은 수백만 년 동안 마그마의 반복적인 침입으로 형성된 많은 개별적인 바위 몸체로 이루어져 있다.^[2]

그들이 자라면서 침식이 이러한 중생대 화산을 닳게 하고 있었다. 약 7천만년 전인 백악기 후반 무렵, 한때 깊었던 화강암들이 지구 표면에 드러나기 시작했다. 수천만년 전쯤에는 상부의 많은 부분이 닳아 없어져서 고대 산맥의 표면은 불과 몇 천 피트의 낮은 완화력을 가지고 있었다.^[2]

지질학적으로 말해서, 우리가 오늘날 알고 있는 시에라 네바다 산맥이 자라기 시작한 것은 아주 최근에 이르러서였다. 2천만년도 채 되지 않은 미오세네 에포치 기간 동안 시에라네바다 동쪽의 대륙 지각은 동서 방향으로 뻗어나가기 시작했다. 이 지각은 일련의 남북으로 이어지는 계곡과 산맥에 침입했다: 분지와 산맥 지방의 시작이다.^[2]

5백만년도 채 안 된 지금 우리가 시에라 네바다로 알고 있는 범위는 동부의 여백을 따라 상승하기 시작했다. 시어란 블록의 상승과 동으로 내려가는 이 지역의 하강을 통해 시에라강은 상승하였다. 서쪽보다 훨씬 더 동쪽으로 가파르게 솟아 있는 시에라 네바다 전체는 캘리포니아의 센트럴 밸리 쪽으로 길고 완만한 경사와 가파른 동부 경사로를 가진 거대한 기울어진 단층 블록으로 생각할 수 있다.^[2]

시에라 상승이 시작된 지 얼마 되지 않아 지구는 냉각되어 플리스토세(얼음시대) 에폭의 시작을 알렸다. 빙하는 시에라 고원에서 자라서 U자형 계곡을 조각하면서 이전의 하천 수로를 따라 내려갔다. 요세미티 국립공원의 깎아지른 벽과 늘어뜨린 계곡은 이 냉랭한 과거의 산물이다.^[2]

캐스케이데스 화산 주

시에라 네바다주가 끝나는 곳에는 폭발성 화산 중심지인 캐스케이드 화산이 연쇄적으로 시작된다. 캐스케이데스 성은 브리티시 컬럼비아에서 북캘리포니아까지 뻗어 있는 호 모양의 띠를 형성하고 있으며, 태평양 해안선과 대략 평행하다. 이 지역 내에는 13개의 주요 화산 중심지가 폭발물 진주 줄처럼 줄지어 놓여 있다.^[3]

비록 가장 큰 화산이 세인트 산과 같기는 하지만. 헬렌스가 가장 주목받는 것은 캐스케이드 산맥은 용암과 화산 파편의 플랫폼을 만든 수천 개의 아주 작은 단명 화산으로 이루어져 있다는 사실이다. 이 화산대 위로 우뚝 솟아 있는 것은 경관을 지배하는 몇 개의 놀랄 만큼 큰 화산들이다.^[3]

캐스케이드 화산은 태평양을 가로지르는 화산의 집합체인 '불의 고리'의 태평양 북서쪽을 정의하고 있다. 화산 위험이 충분하지 않았던 것처럼, 불의 고리 또한 잦은 지진으로 악명이 높다. 이 지구 위험의 집중된 띠의 기원을 이해하기 위해서, 우리는 지구 깊숙히 잘라야 한다.^[4]

태평양에서 북서 태평양을 가로지르는 지구의 한 조각은 인접한 이미지처럼 보일 수 있다. 캐스케이드 아래에는 촘촘한 해양 판이 북아메리카 판 아래로 곤두박질쳐 있는데, 이것은 전도로 알려진 과정이다. 해양 슬라브가 대륙판 아래 지구 내부 깊숙이 가라앉기 때문에 높은 온도와 압력은 고체 암석의 광물 속에 갇혀 있던 물 분자가 빠져나갈 수 있게 한다. 수증기는 서브덕팅 플레이트 위의 플렉시블 맨틀로 상승하여 맨틀의 일부를 녹인다. 새로 형성된 이 마그마는 지구 표면을 향해 솟아오르며, 전도구 위 화산 연쇄(캐스케이드 산맥)를 형성한다.^[4]

캐스케이드를 자세히 보면 왼쪽 영상에 나타난 단순 전도의 영역보다 더 복잡한 그림이 드러난다. 북태평양 해안에서 멀지 않은 곳에는 산등성이가 펼쳐져 있는데, 새로운 해양 지각층이 형성되는 해양 지각에 일련의 갈라짐으로 이루어진 판 경계선이 있다. 퍼지고 있는 능선의 한쪽에는 새로운 태평양 판 지각이 만들어지고 나서 능선에서 멀어진다. 펼쳐지는 능선의 반대편에서는 후안 드 푸카 판과 고르다 판이 동쪽으로 이동한다.^[4]

캐스케이드 전도에 특이한 특징이 있다. 후안 드 푸카 판이 북미 판 아래에 가라앉는 곳에는 깊은 참호도 없고, 지진도(지진)도 예상보다 적으며, 지난 몇백만 년 동안 화산 활동이 감소했다는 증거가 있다. 가능한 설명은 후안 드 푸카와 북미 판 사이의 융합의 비율에 있다. 이 두 판은 현재 매년 3~4cm씩 수렴하고 있다. 이는 700만년 전의 융합율의 절반 정도에 불과하다.^[4]

작은 후안 드 푸카 판과 두 개의 혈소판인 익스플로러 판과 고르다 판은 훨씬 더 큰 파랄론 해양 판의 미미한 잔해들이다. 탐험가 판은 약 400만년 전에 후안 데 푸카로부터 분리되었고, 그것이 여전히 서브덕팅되고 있다는 증거를 보여주지 않는다. 고르다 혈소판은 1800만 년에서 500만 년 전 사이에 갈라져 북아메리카 밑으로 계속 가라앉고 있다.^[4]

캐스케이드 산맥은 3600만년 전에 처음으로 모습을 드러냈지만 오늘날의 화산 중심지에서 솟아오른 주요 봉우리들은 지난 160만년(플리스토세 기간) 내에 탄생했다. 500만년 전에 시작된 가장 최근의 화산 폭발 동안에 3000개 이상의 분출구가 폭발했다. 전도가 계속되는 한 새로운 캐스케이드 화산은 계속 상승할 것이다.^[4]

컬럼비아 고원

콜롬비아 고원 지방은 세계에서 가장 큰 용암 축적에 싸여 있다. 지구 표면의 50만 km²(190,000 평방 mi) 이상이 스페인 나라와 비슷한 크기인 그것에 의해 덮여 있다. 이곳의 지형은 지난 1700만 년 동안 놀라운 속도로 농촌을 침수시킨 지질학적으로 젊은 용암 흐름이 지배하고 있다.^[5]

콜롬비아 강 기슭으로 알려진 17만 km³(41,000 cu mi) 이상의 현무암 용암이 이 지방의 서부를 덮고 있다. 이러한 엄청난 흐름은 1700만년 전 사이에 분출되었다. 대부분의 용암은 처음 150만년 동안 홍수로 쏟아져 나왔다. 이렇게 녹은 바위가 쏟아져 나오기엔 매우 짧은 시간이었다.^[5]

스네이크 리버 평원은 오리건 주, 남부 아이다호 주, 네바다 주 북부를 가로질러 뻗어 있으며 와이오밍 주의 옐로우스톤 고원에서 끝난다. 지구 표면을 파낸 거대한 숟가락처럼 보이는 이 지방의 부드러운 지형은 주변의 강한 산악 천과 현저한 대조를 이룬다.^[5]

뱀강 평야는 뚜렷한 우울증에 놓여 있다. 서쪽 끝에는 기지가 정상적인 결함을 따라 아래로 떨어져 그랩 구조를 형성하고 있다. 동쪽 끝에는 광범위한 단층이 있지만, 구조는 그다지 명확하지 않다.^[5]

컬럼비아 강 지역과 마찬가지로 화산 폭발이 컬럼비아 고원 주 동부의 스네이크 강 평원의 이야기를 지배하고 있다. 초기의 스네이크 리버 플레인 폭발은 콜롬비아 강 바살트의 엄청난 초기 폭발이 끝나가고 있던 것과 마찬가지로 약 1500만년 전에 시작되었다. 그러나 스네이크 리버 플레인 화산암의 대부분은 몇 백만 년도 채 되지 않은, 플리오세 시대(5-160만 년 전)와 그보다 젊다.^[5]

서부에서는 콜롬비아 강 바살트가 거의 전적으로 흑색 현무암일 뿐이다. 스네이크 강 평야에서는 그렇지 않다. 스네이크 강 평야에서는 비교적 조용하게 수프 같은 검은 현무암 용암이 분출하고, 연한 빛깔의 화산암인 라임라이트(rhyolite)의 엄청난 폭발이 번갈아 일어난다.^[5]

Cinder cones가 스네이크 강 평원의 경치를 점찍고 있다. 어떤 것들은 통풍구를 따라 정렬되어 있고, 흐름과 원뿔을 형성하는 분출들을 공급한다. 폭발화산으로 형성된 큰 구덩이인 칼데라, 낮은 방패화산, 운율의 언덕도 이곳의 풍경 중 하나지만, 많은 것들이 나중에 용암이 흘러 흐르면서 가려진다.^[5]

지질학자들은 보통 화산 폭발을 플레이트 충돌과 분리 사이의 경계와 연관시킨다. 그러나 컬럼비아 고원주 옐로우스톤에서 화산활동의 초점은 오리건 주와 워싱턴 주 연안을 따라 놓여 있는 전도지역과는 내륙으로 멀리 떨어져 있다. 증거는 어떤 농축된 열원이 암석권(지구의 움직이는 지각판을 형성하는 지각층과 상부 맨틀 층)의 기초에 있는 컬럼비아 고원성 아래에서 암석을 녹이고 있다는 것을 암시한다. 판 경계에서 멀리 떨어져 있는 이 지역에 왜 그렇게 엄청난 용암이 쏟아져 나왔는지를 알아내기 위한 노력으로 과학자들은 많은 개별 용암 흐름의 경화 연대를 설정했다. 그들은 가장 어린 화산암이 옐로우스톤 고원 부근에 군집되어 있다는 것을 발견했고, 서쪽으로 더 멀리 갈수록 라바들이 오래되었다는 것을 발견했다.^[5]

가능한 설명은 열점, 즉 깊은 맨틀 물질로 이루어진 매우 뜨거운 플룸이 컬럼비아 고원성 아래 표면으로 솟아오르고 있다는 것이다. 우리는 하와이와 아이슬란드 밑바닥에서 중심부와 맨틀 사이의 경계에서 (아직 잘 이해되지 않은 이유로) 기온 불안정성이 발생한다는 것을 알고 있다. 집중된 열은 직경 수백 킬로미터의 플룸을 촉발시켜 지구 표면으로 직접 상승시킨다.^[5]

뜨거운 플룸이 암석권의 기지에 도착하면, 암석권의 가벼운 암석 일부가 빠르게 녹는다. 바로 이 녹은 암석권이 현무암 라바가 되어 콜롬비아 강과 스네이크 강 평원의 현무암을 형성한다.^[5]

이 핫스팟의 트랙은 서쪽에서 시작하여 옐로우스톤 국립공원까지 휩쓸고 있다. 김이 모락모락 나는 훈증기와 폭발성 간헐천은 표면 아래에 열이 집중되어 있다는 충분한 증거다. 핫스팟은 정지해 있지만, 그 위로 북미 플레이트가 움직이고 있어 플레이트 동작 속도와 방향에 대한 기록을 만들고 있다.^[5]

분지와 범위

분지와 산맥 주는 북아메리카 서부의 많은 부분을 포함한다. 미국에서는 시에라 네바다주의 동쪽 단층 스카프와 서쪽으로 접해 있으며 와사치 단층, 콜로라도 고원, 리오 그란데 리프트로 표시된 동쪽 경계까지 800km가 넘는다. 분지와 레인지 주는 분지와 레인지의 남쪽 경계는 논의되지만, 콜롬비아 고원 북쪽과 멕시코의 멕시코 횡단 화산 벨트까지 남쪽에 걸쳐 있다.^[6]

분지와 산맥 지방은 모험을 하는 사람이라면 누구나 친숙한 독특한 지형을 가지고 있다. 길고 긴 산맥의 가파른 오르막은 평평하고 건조한 사막을 가로지르는 긴 트레크와 번갈아 올라간다. 이 기본 지형 패턴은 캘리포니아 동부에서 유타 중심부, 아이다호 남부에서 멕시코 소노라 주까지 확장된다. 이 뚜렷한 지형을 만든 힘은 표면 깊은 곳에 있다.^[7]

분지 및 범위 주 내에서 지구의 지각(및 상부 맨틀)이 원래 폭의 최대 100%까지 늘어나 있다. 이 지역 전체가 지각이 갈라지면서 얇아지고 갈라져 큰 결함을 일으키는 증축의 대상이 되어 왔다. 이러한 대략 남북으로 이어지는 단층들을 따라 산이 위로 올라가고 계곡이 아래로 내려감으로써 분지와 산맥 지방의 선형 산맥과 계곡의 독특한 교대 패턴을 만들어냈다.^[7]

분지 및 레인지 지방에는 다른 유형의 단층이 있지만, 현재의 풍경을 형성한 연장 및 지각 스트레칭은 대부분 정상적인 단층을 생성한다. 이러한 단층들의 위로 던져진 쪽은 급경사적으로 솟아오르는 산을 형성하고, 아래로 내려간 쪽은 낮은 계곡을 형성한다. 단층의 양면이 움직이는 단층면은 지각 깊숙한 곳까지 뻗어 있는데, 보통 60도의 각도가 된다. 장소에서는 양쪽의 완화나 수직적 차이가 무려 1만 피트(3000m)나 된다.^[7]

암반사거리가 늘어나면 곧바로 풍화·침식 대상이 된다. 노출된 암반은 물, 얼음, 바람, 그리고 다른 미란성 물질에 의해 공격된다. 암석 입자는 벗겨져 산기슭으로 씻겨 내려가며, 종종 어린 단층들이 다시 파열될 때까지 덮고 있다. 침전물은 인접한 계곡에 모이고, 어떤 곳에서는 수천 피트의 암석 잔해 밑에 암반을 묻는다.^[7]

클라렌스 더튼은 분지와 레인지의 독특한 지형을 구분하는 많은 좁은 평행 산맥들을 "멕시코를 향해 행진하는 애벌레의 병아리"에 비유한 것으로 유명하며, 이것은 이 지역의 전체적인 모습을 시각화하는 데 도움이 되는 방법이다.^[8] 분지 및 범위 지방은 고유 수문학적 특성(내부 배수)에 의해 정의된 더 큰 분지 및 범위 물리학적 영역의 하위 섹션인 '대분지'와 혼동해서는 안 된다.

대분지

그레이트 유역은 네바다 주, 남부 오레곤 주와 아이다호 주, 서부 유타 주, 그리고 캘리포니아 주 동부의 작은 부분으로 구성된 지리적 수문학적 지역이다. 내부 배수로가 특징인 이 지역의 지표수원은 바다로 흐르기 전에 증발하거나 변색된다.^[7]

분지 및 레인지 지방의 동적 단층 역사는 대분지의 배수 시스템에 심각한 영향을 미쳤다. 대분지의 강수량은 대부분 봄에 녹는 눈의 형태로 내린다. 땅에 닿는 비, 또는 녹는 눈은 건조한 사막 환경에서 빠르게 증발한다. 증발하지 않는 물의 일부는 땅속으로 가라앉아 지하수가 된다. 남아 있는 물은 개울로 흘러가 계곡 바닥의 플레이아스라고 불리는 단명호수에 모여 결국 증발한다. 비나 눈으로 이 지역으로 떨어지는 물은 이 지역에서 빠져나가지 않는다; 이 분지 안에서 생겨나는 하천들 중 어느 것도 바다로 나가는 출구를 찾지 못한다. 지표수가 바다에 도달할 수 없는 지역인 내부 배수 범위는 대분지라고 불리는 지리적 지역을 규정한다.^[7]

대분지의 내부 배수는 높은 단층 생성 산에 의한 물의 이동의 막힘과 대분지 외부의 더 큰 배수구와 합쳐질 수 있는 충분한 물의 흐름의 부족에서 비롯된다. 이 내부 배수 지역은 네바다 주, 유타 주의 큰 부분, 아이다호, 캘리포니아, 오리건 주의 일부를 포함하여 약 20만 평방 마일(52만 km²)을 차지하고 있다. 만약 더 많은 비와 눈이 온다면, 최근의 빙하시대에서 그랬던 것처럼 오늘날 대분지의 많은 부분이 바다로 유출될 것이다.^[7]

콜로라도 고원

콜로라도 고원은 대략 미국 남서부의 포 코너스 지역에 집중되어 있다. 이 지방은 콜로라도 서부, 뉴멕시코 북서부, 유타 남부 및 동부, 애리조나 북부 지역의 337,000km²(130,000mi²) 면적에 걸쳐 있다. 이 지역의 약 90%는 콜로라도 강과 그 주요 지류인 그린, 산후안, 리틀 콜로라도에 의해 배수된다.^[9][10]

콜로라도 고원의 퇴적암층의 조각된 아름다움과 찬란한 색채는 수많은 지질학자들의 상상력을 사로잡았다. 이곳은 수십억 년에서 불과 수백 년 된 암석들이 벽을 뒤덮고 있는 판상지, 메사스, 깊은 협곡들로 이루어진 광대한 지역이다.^[11]

가장 깊은 협곡에만 노출된 고대 프리캄브리아 바위는 콜로라도 고원의 지하를 구성하고 있다. 대부분은 10억년 훨씬 전에 북미 대륙의 핵이 생성된 거대한 규모의 대륙 충돌 동안 지구 깊은 곳에서 형성된 변성암이다. 수백만 년 후에 주입된 화성암은 콜로라도 고원의 어두운 변성 지하실 일부를 통해 망막망을 형성한다.^[11]

이 깊게 형성된 암석들은 수명을 늘리고, 침식되어 있으며, 노출되어 있다. 6억년 전에 북아메리카는 눈에 띄게 평탄한 표면으로 갈라져 있었다. 콜로라도 고원의 더 젊고 친숙한 층층이 쌓인 바위가 이 결정석 표면에 퇴적된 것이다.^[11]

고생대 내내 콜로라도 고원 지역은 열대 바다로 인해 주기적으로 침수되었다. 얕은 바닷물에 석회암, 사암, 실트암, 셰일층의 두꺼운 층이 내려져 있었다. 바다가 퇴각하는 시기에는 하천 퇴적물과 사구 모래가 퇴적되거나 침식으로 인해 오래된 층이 제거되었다. 3억년이 넘는 세월이 축적된 퇴적물 층에 겹겹이 쌓였다.^[11]

초대륙 판게아의 형성과 맞물린 격변이 시작된 것은 약 2억 5천만 년 전이었다가 해양 침전물의 퇴적물이 줄어들고 육지 침전물이 지배하게 되었다. 중생대 퇴적물이 부딪치고 있다. 사구 모래의 거대한 축적은 교차 침상 사암에 쓸리는 호를 형성하기 위해 굳어졌다. 서쪽의 화산 산맥에서 분출된 화산들은 거대한 지역을 아스라이 잔해 밑에 묻었다. 단명하천, 호수, 내해 등이 퇴적적으로 그 통로를 기록하고 있다.^[11]

콜로라도 고원의 지질학적으로 가장 흥미를 끄는 특징 중 하나는 그것의 놀라운 안정성이다. 비교적 적은 암석 변형(예: 단층 및 접힘)이 지난 6억년 이내에 이 높고 두꺼운 지각 블록에 영향을 미쳤다. 반면 고원은 심한 변형을 겪은 지방으로 둘러싸여 있다. 산악건물이 로키산맥을 남북으로 밀어올리고, 엄청난 흙이 쌓이는 긴장은 서쪽과 남쪽의 분지와 레인지 지방을 만들었다.^[11]

분지와 산맥과 콜로라도 고원은 공통점이 거의 없어 보이지만, 그들의 지질학적 이야기는 밀접하게 얽혀 있다. 이 시대 초기에는 두 지역 모두 고도가 1km 미만으로 낮았다. 지질학자들은 여전히 증거를 수집하고 다음에 어떤 일이 일어날지 토론하고 있다.^[11]

약 2천만년 전에 시작된 미오세네 에폭 때, 분지와 레인지, 콜로라도 고원 지역 모두 3킬로미터나 상승하였다. 지각에서 큰 긴장이 발생했는데, 아마도 서쪽 멀리 판의 움직임과 관련이 있을 것이다. 지각층이 늘어나자 분지와 레인지 지방은 아래로 내려가는 계곡과 길게 뻗은 산으로 갈라졌다. 그러나 어떤 이유에서인지 완전히 이해되지 못한 채 이웃한 콜로라도 고원은 구조적 무결성을 보존할 수 있었고 하나의 지각 블록으로 남아 있었다. 결국 콜로라도 고원의 거대한 블록은 분지와 범위보다 1킬로미터 더 높게 솟아올랐다.^[11]

땅이 솟아오르자, 개울들은 더 깊은 개울 통로를 잘라내면서 반응했다. 이러한 하천들 중에서 가장 잘 알려진 콜로라도 강은 그랜드 캐년을 600만년도 채 되지 않아 조각하기 시작했다. 침식의 힘은 콜로라도 고원을 록 애호가들의 메카로 만드는 암반층의 생생한 케일리디스코프를 노출시켰다.^[11]

록키 마운틴 시스템

로키 산맥은 캐나다에서 뉴멕시코 중심부를 가로지르는 장엄한 산벽을 형성하고 있다. 비록 만만치 않지만, 지형을 보면 뚜렷한 지질학적 기원을 가진 불연속적인 산맥의 연속이 드러난다.^[12]

산을 구성하는 바위는 산이 올라가기 전에 형성되었다. 산맥의 중심부는 10억년 이상 된 대륙 지각 조각들로 이루어진 대부분의 장소에 있다. 남쪽에는 3억년 전에 오래된 산맥이 형성되었다가 침식되었다. 그 오래된 산맥의 바위는 록키 산맥으로 개조되었다.

록키 산맥은 미국 서부의 험준한 경관을 많이 형성하는 강렬한 판구조 활동 기간 동안 형성되었다. 세 개의 주요 산악 건설 에피소드는 약 1억 7천만 년 전에서 4천만 년 전(쥬라기부터 신생 시대까지)까지 서부를 재편성했다. 마지막 산악건조 행사인 라라마이드 오로젠티(약 7,000만~4,000만년 전)가 로키산맥을 키우는 역할을 담당한다.^[12]

중생대 후반, 공룡시대, 오늘날의 캘리포니아, 오리건, 워싱턴의 많은 부분이 북아메리카에 추가되었다. 북아메리카 서부는 대륙 가장자리 아래로 바다 지각 판이 가라앉으면서 반복적인 충돌의 영향을 받았다. 해저 판에 의해 운반된 대륙 지각의 조각들은 전도 구역으로 휩쓸려 북아메리카 가장자리로 긁혔다.^[12]

내륙으로 약 200~300마일 떨어진 곳에서, 서브덕팅 슬래브 위에서 생성된 마그마가 북아메리카 대륙 지각으로 솟아올랐다. 수십 개의 개별 화산에서 용암과 화산재가 분출되면서 거대한 호 모양의 화산 산맥이 성장했다. 수면 아래에서는 녹은 암석의 거대한 덩어리가 주입되어 제자리에 굳어 있었다.^[12]

1억 년 동안 판 충돌의 영향은 록키산맥의 서쪽 멀리 북미 판 경계 가장자리 부근에 집중되었다. 이러한 영향이 로키 산맥에까지 미치기 시작한 것은 7천만 년 전이다.^[12]

로키 산맥의 성장은 지질학적 퍼즐의 가장 복잡한 문제 중 하나이다. 보통, 산악 건물은 전도 구역 경계에서 내륙으로 200에서 400 마일 사이에 집중되지만, 로키 산맥은 내륙으로 수백 마일 더 멀리 떨어져 있다. 지질학자들이 로키 산맥의 상승을 설명하기 위해 계속해서 증거를 수집하고 있지만, 그 답은 아마도 특이한 서브덕팅 슬라브에 있을 것이다.^[12]

'일반적인' 전도 구역에서 해양 판은 일반적으로 상당히 높은 각도로 가라앉는다(위 참조). 부덕판 위로 화산호가 자란다. 록키 산맥이 성장한 동안, 서브덕팅 판의 각도가 상당히 평평해졌고, 용해와 산악 건설의 초점을 보통 예상보다 훨씬 내륙으로 이동시켰을 수 있다.^[12]

서브덕팅 플레이트의 얕은 각도로 인해 그 위의 두꺼운 대륙 질량과의 마찰 및 기타 상호작용이 크게 증가했다고 가정한다. 엄청난 추력이 갑각류 층을 서로 쌓아 올려, 엄청나게 넓고 높은 록키산맥을 형성했다.^[12]

6000만년 전만 해도 로키 산맥은 티베트처럼 해발 6000m의 높은 고원지대였다. 그 이후 침식으로 높은 바위가 벗겨져 지하에 있는 조상 바위가 드러나면서 현재 로키 산맥의 풍경이 형성되었다.^[13] 빙하의 시기는 플리스토세 에포치(180만~70만년 전)에서 홀로세 에포치(1만1000년 전보다 낮음)까지 발생했다. 빙하시대는 U자 모양의 계곡과 권리와 같은 광범위한 빙하 지형을 형성하면서 로키 산맥에 흔적을 남겼다.^[14]

로랑티안 업랜드

모든 대륙은 매우 오래된 변성암의 핵심을 가지고 있다. 슈페리어 업랜드 주는 캐나다 실드라고 불리는 북아메리카의 핵의 일부인 로랑티안 업랜드 성의 남쪽 연장선이다. 로랑트 upland 지방의 지하 암석은 약 2천 5백만년 전에 케노란 오로니라고 불리는 지각판의 산악 구조 충돌로 변형되었다.^[15]

슈페리어 업랜드의 바위는 대부분 프리캄브리아 변성암과 플레이스토세 빙하기 말기에 빙하가 녹으면서 남겨진 빙하 퇴적물의 얇은 베니어판으로 덮인 고생대암(캄브리아) 위에 있다. 만약 우리가 매장된 Presambrian 지하실 위에 퇴적된 어린 바위들을 모두 벗겨낼 수 있다면, 여러분은 낮은 안도의 풍경을 볼 수 있을 것이다. 프레캄브리아 바위의 지형은 가장 높은 지점과 가장 낮은 지점의 500피트 정도밖에 차이가 나지 않을 정도로 매우 가라앉아 있다. 분명히, 이 지역은 아주 먼 옛날의 침식에 노출되어 원래의 산지 표면을 부드럽게 구부러지게 만들었다. 지금의 표면도 크게 다르지 않다. 언덕은 주변의 시골보다 불과 몇 백 피트 위쪽에 있다. 위스콘신 주 리브 힐과 같은 이것들 중 가장 높은 것은 대부분 저항성 석영이나 화강암으로 이루어져 있다.^[15]

Superior Upland 암석의 구조는 꽤 복잡하다. 주름과 결함은 대부분 Presambrian 시대로 거슬러 올라가며, 산 쌓기의 여러 에피소드를 기록한다. 우리 대륙의 핵심을 형성한 판 충돌은 놀라운 구조적 추세를 남겼다. 이 동북-남서풍을 따라 능선과 계곡이 강하게 일직선상에 있다. 슈페리어 호수는 이러한 동북-남서 구조 추세의 한 예다. 침식에 강한 암석의 굴곡은 계곡 위로 솟아올라 약한 암반 단위로 조각된다.^[15]

반복적인 빙하의 영향은 Superior Upland에 흔적을 남겼다. 현재의 빙하 지형은 불과 1만년 전에 끝난 가장 최근의 빙하의 산물이다. 플레이스토세 에포의 마지막 빙하인 후기 위스콘신 주 동안, 거대한 대륙 빙하가 처음에는 북쪽에서 자라났다가 점차 남쪽으로 확장되었다. 슈페리어 분지를 지나 이동하면서 손가락처럼 두꺼운 빙하 몇 개의 로브가 이 지역을 뒤덮었다. 모든 크기의 바위들은 더 먼 북쪽으로부터 뽑아서 샅샅이 뒤져 얼음 덩어리들을 따라 운반되었다. 대륙 빙하가 녹을 때, 그들은 Superior Upland 경관의 많은 부분을 덮고 있는 빙하 표류라고 불리는 여러 종류의 암석을 남겼다.^[15]

실내 평야

실내 평야는 북아메리카의 안정적 핵심부에 걸쳐 퍼져 있는 광대한 지역이다. 이 지역은 몇 개의 작은 대륙들이 10억 년 전에 Presambrian 동안 서로 충돌하고 잘 용접되었을 때 형성되었다. 프리앰브리안 변성암과 화성암은 이제 실내 평원의 지하를 형성하고 북아메리카의 안정된 핵을 이루고 있다. 사우스다코타주의 블랙힐스를 제외하면 전체 지역이 5억년 이상의 상대적 지각 안정성을 반영해 낮은 안도감을 보이고 있다.^[16]

고생대와 중생대 에라스 전체에서 주로 저지대인 내륙 평원 지역은 대륙의 서쪽과 동쪽 여백이 겪는 산악 건조 지각 충돌의 영향을 비교적 받지 않았다.^[16]

중생대 대부분 동안 북아메리카 대륙 내부는 두 가지 주목할 만한 예외를 제외하고는 대부분 해발고도 훨씬 높았다. 쥐라기 (2억 8,400만 년 전 ~ 1억 4,400만 년 전)의 일부 기간 동안, 상승하는 바다는 대륙의 저지대 지역을 범람시켰다. 내륙 평원의 많은 부분이 결국 얕은 선댄스 바다 밑에 가라앉았다.^[16]

솟아오르는 로키 산맥에서 서쪽으로 침식된 퇴적물은 바다로 씻겨 들어가 층층이 쌓인 잔해로 퇴적되었다. 모래와 진흙, 밀물이 쌓이면서 선댄스해는 북쪽으로 퇴각했다. 해안선을 이루는 여러 개의 후루룩 사암, 갯바위, 성채 안에 보존되어 선댄스 해안을 배회한 수많은 공룡들의 잔해들이다.^[16]

모리슨 포메이션의 퇴적층 내에 숨겨져 있는 화석 조립물은 세계에서 가장 부유한 집단에 속한다. 어떤 지역에서는, 많은 공룡의 뼈들이 매우 작은 지역에 집중되어 있어, 홍수가 날 때 그들이 운반된 후 개울 옆에 함께 침전된 것을 보여준다.^[16]

백악기(1억4400만~6500만년 전) 동안 기록적인 높은 해수면이 대륙 내부를 얕은 바다로 범람시켰다.^[16]

내륙 평야는 가장 최근의 시대인 신생대 내내 서쪽으로는 침식해 있는 로키 산맥, 동쪽과 남쪽으로는 애팔래치아 산맥과 오자크/오아치타 산맥으로부터 계속 퇴적금을 받았다. 내륙평야의 평탄성은 중생대와 신생대에 주로 평탄한 해양과 하천 퇴적물의 플랫폼을 반영하고 있다.^[16]

애팔래치아인, 내륙 고원, 대서양 평야

아팔라치안, 오와치타, 오자크 산맥의 바위는 오래되어 공통된 기원을 가지고 있다. 주로 해저에 퇴적된 고생대 퇴적암으로 이루어져 있으며 현재 접혀 단층되어 있다. 애팔래치아인들은 또한 화산암과 고대 해저의 조각들을 가지고 있다.^[18] 이 산들은 한때 애팔래치아 고원에서 텍사스를 가로지르는 강력한 상승 산맥의 일부였다.^[19]

초기 고생대에는 나중에 북아메리카가 될 대륙이 적도를 가로질렀다. 애팔래치아 지역은 오늘날의 대서양 연안 평야도와는 달리 수동적인 판마진이었다. 이 기간 동안, 그 지역은 주기적으로 얕은 바다 밑에 가라앉았다. 이 지역이 물에 잠길 때 얕은 해저에 침전물과 탄산염 암석의 두꺼운 층이 쌓였다. 바다가 물러가자 지상의 퇴적물과 침식이 지배했다.^[18]

오르도비안 중기(약 4억 4천만~4억 8천만년 전)에는 판의 움직임의 변화가 북미 최초의 고생대 산악 건조 행사(타코닉 오로지)의 발판을 마련했다. 한때 조용했던 애팔래치아 수동적 여유는 이웃해 있던 해양 판인 이아페토스가 충돌해 북미 크레이톤 밑으로 가라앉기 시작하자 매우 활동적인 판 경계선으로 바뀌었다. 이 새로운 전도의 탄생과 함께 초기의 애팔래치아인들이 탄생했다.^[18]

대륙의 여백을 따라, 화산은 전도의 시작과 동시에 성장했다. 수동적인 여백 위에 놓여진 오래된 퇴적암을 위로 빗나가 뒤틀린 채 찌르는 것. 산이 솟아오르면서 침식이 그것들을 닳아 없어지기 시작했다. 하천은 암석 파편들을 아래로 운반하여 인근 저지대에 침전시켰다.^[18]

이것은 애팔래치아인들의 형성에 공헌한 일련의 산악 건물 판 충돌 중 첫 번째에 불과했다. 산악 건축은 다음 2억 5천만 년 동안 주기적으로 계속되었다(캘리포니아, 아카디아, 와치타, 헤르시니아누스니아, 알레게니안 오로시스). 판게아 초대륙은 형태를 갖추기 시작했다. 대륙이라 하기에는 너무 작은 지각의 작은 조각인 미세플라이트가 하나둘씩 휩쓸려 들어가 자라나는 질량에 용접되었다.^[18]

약 3억년 전(펜실베이니아 시대)까지 아프리카는 북아메리카 대륙에 접근하고 있었다. 충돌 벨트는 오자크-우아치타 지역으로, 그리고 텍사스 마라톤 산맥을 통해 퍼져나갔다. 대륙 대 대륙의 충돌은 아팔라치아-우아치타 사슬을 높은 히말라야 스케일의 범위로 끌어올렸다. 판게아의 거대한 덩어리인 판게아는 아프리카(곤드와나)가 대륙의 응집 속으로 경작하면서 고생대 말기(페르미아 시대)에 이르러 완성되었는데, 그 중심에는 아팔라치안-우아치타 산맥이 있다.^[18] 약 2억 8천만 년 전부터 2억 3천만 년 전까지만 해도, 지금 우리가 북아메리카로 알고 있는 대륙은 아프리카, 남아메리카, 유럽과 계속 이어져 있었다.^[20]

후기 트라이아스기 동안 아프리카, 남아메리카, 북아메리카 사이에 세 갈래로 갈라진 균열이 자라면서 판지는 갈기갈기 찢어지기 시작했다. 지각의 약점 사이로 마그마가 솟구치면서 화산 균열 지대가 형성되면서 강탈이 시작됐다. 이렇게 잘려진 대륙 크기의 판게아 파편이 갈라지면서 화산 폭발로 인해 화산재와 화산 파편이 풍광을 가로질러 뿜어져 나왔다.^[20] 펼쳐지는 대륙들 사이의 간격이 점차 커져 새로운 대서양 분지, 대서양을 형성하게 되었다. 대서양 중턱 능선으로 알려진 균열 지대는 팽창하는 대양 분지에 계속해서 원 화산 물질을 공급했다.^[20]

북아메리카는 서서히 균열 지역에서 서쪽으로 끌려갔다. 새로운 동해안을 구성하는 두꺼운 대륙 지각은 오늘날의 해안선과 거의 평행하게 떨어지는 일련의 단층 블록으로 붕괴되었다. 처음에는 뜨겁고 단층된 대륙의 가장자리는 높고 새로운 대양 분지에 비해 부력이 있었다. 북아메리카의 가장자리는 뜨거운 균열 지대에서 멀어지면서, 새로운 대서양 아래에서 식고 가라앉기 시작했다. 한때 활성화된 이 다이버전트 판 경계는 북아메리카를 서쪽으로 이동시키는 수동적이고 후행의 가장자리가 되었다. 판구조적 용어로 대서양 평야는 수동적인 대륙 마진의 전형적인 예로 알려져 있다.^[20]

도하 도중, 남미는 북아메리카에서 떨어져 나와 남쪽으로 향했다. 바다는 멕시코 만을 형성하면서 두 대륙 사이의 개구부로 밀려들었다. 이 지우기 사건의 기록은 미시시피 엠베이먼트라고 불리는 풍경에서 지워지지 않는 흔적으로 남아 있다. 남부 아팔라치안과 오와치타-오자크 고원 사이의 극적인 격차를 찢은 것은 이 방벽이다.^[19]

풍화 및 침식이 만연하여, 산들은 점점 쇠약해지기 시작했다.^[18] 중생대가 끝날 무렵 애팔래치아우아치타 산맥은 거의 평야로 침식되어 있었다. 이들 고원에서 침식된 퇴적물은 개울에 의해 동쪽으로 남쪽으로 운반되어 점차 결점이 있는 대륙의 여백을 덮고, 수천 피트 두께의 쐐기 밑에 묻히고, 층층이 쌓인 퇴적물과 화산 파편들이 쌓여 있었다.^[20] 오늘날 대부분의 중생대 및 신생대 퇴적암층은 해안 평야 대부분 아래에 있고 빙빙 도는 대륙붕이 거의 수평으로 유지되거나 바다 쪽으로 완만하게 기울어져 있다.^[20]

신생대 때, 다른 지역의 지질학이 갈라졌다. 애팔래치아인들은 상승하기 시작했지만, 오와치타와 오자크족은 상승하지 않았다. 상승은 시냇물을 원기회복시켰고, 시냇물은 고대의 암반을 아래로 잘라내면서 빠르게 반응했다. 어떤 하천은 수백만년 전에 만들어진 접힘과 결함을 규정하는 약한 층을 따라 흘러갔다. 다른 개울들은 너무 빨리 끊어져서, 바위 층과 지질 구조물을 가로질러 협곡을 조각하면서, 산의 중심부의 내성적인 접힌 바위를 가로질러 바로 잘라내었다.^[18]

알래스카

알래스카의 대부분은 지난 1억 6천만 년 동안 운반된 섬 호와의 충돌로 생긴 테라네스로 이루어져 있다.^[21] 이러한 테라네스는 파랄론, 쿨라, 태평양 판의 순차적인 전도에 의해 발생하였다.^[21] 현재 태평양 판은 알래스카 아래쪽으로 서브덕팅되어 알래스카 반도와 알류샨 열도를 통해 알류샨 아크 계열의 화산을 생산하고 있다.^[21]

테란 덧셈이 남긴 봉합 중 하나는 알래스카 중남부를 굽어보는 데날리 단층이다.^[21] 데날리 단층은 데날리 바로 북쪽에 있다. 태평양 판의 전도와 데날리 단층의 굴곡이 결합되어 데날리는 북미에서 가장 높은 산이 된다.^[22]

하와이

하와이 주는 일련의 섬, 즉 군도로 이루어져 있다. 이 군도는 태평양 판이 백만 년에 약 32 마일 (51 km)의 속도로 지구의 맨틀의 핫스팟 위로 천천히 북서쪽으로 이동하면서 발전했다. 따라서 남동쪽 섬(하와이찌)은 화산활동이 활발한 반면, 서북쪽 끝의 섬들은 더 오래 침식에 노출되어 전형적으로 더 작다. 이 군도의 나이는 칼륨-아르곤 연대 측정법으로 추정되어 왔다.^[23] 이 연구 등을 통해 가장 북서부 섬인 쿠레 환초는 약 2800만 년(마)으로 가장 오래된 반면 하와이 섬은 약 0.4 Ma(40만 년)로 추정된다.^[24][25] 지난 200년 동안 유일하게 활발한 화산활동은 하와이와 물속에 잠겨있지만 남동쪽으로 극심하게 성장하는 화산인 lo beenihohiihi.

핫스팟의 거의 모든 마그마는 현무암의 구성을 가지고 있고, 그래서 하와이 화산은 거의 전적으로 이 화성암으로 구성되어 있다. 나는 그것이 얼마나 중요한지 알고 있다. 네팔리나이트가 그 섬들에 노출되어 있지만 극히 드물다. 하와이에서 발생하는 대부분의 폭발은 하와이식 폭발로, 태평양 유역 주변으로 화려하고 위험한 폭발을 일으키는 안데시틱 마그마와 같이 일반적으로 더 많은 폭발에 관여하는 마그마에 비해 상대적으로 유동적이기 때문이다.

참조