맨틀 플룸 (Mantle Plume)
한 줄 정의: 핵-맨틀 경계 부근에서 뜨거운 물질이 기둥 모양으로 솟아오른다고 보는 가설적 구조입니다.
쉽게 풀면
하와이처럼 판의 경계에서 멀리 떨어진 곳에도 화산이 있습니다. 이를 설명하려고, 맨틀 깊은 곳에서 주변보다 뜨거운 물질이 가느다란 기둥처럼 솟아오른다는 생각이 나왔는데 이것이 맨틀 플룸입니다. 기둥 윗부분은 버섯 머리처럼 넓게 퍼진다고 봅니다.
왜 중요한가
맨틀 플룸은 열점 화산, 거대한 현무암 분출, 일부 대멸종 사건을 한꺼번에 설명하는 틀로 자주 인용됩니다. 지진파 단층촬영이나 화산암 지구화학 논문에서 결과를 해석하는 기준 가설로 쓰입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"지진파 단층촬영에서 하부 맨틀까지 이어지는 저속도 이상대가 확인되어, 연구 지역 화산활동의 기원으로 맨틀 플룸 모델이 지지되었다."
관측 자료를 플룸 '가설'을 지지하는 증거로 신중하게 표현한 예입니다.
조금 더 깊게 보면
Morgan(1971)은 열점을 설명하기 위해 깊은 맨틀에서 올라오는 플룸을 제안했습니다. 새로 시작되는 플룸은 크고 넓은 '머리'가 먼저 올라오고 뒤이어 가는 '꼬리'가 따라온다고 모델링됩니다. 머리가 지표 부근에 닿으면 짧은 기간에 막대한 현무암이 분출해 거대화성암체(LIP)가 되고, 꼬리 위를 판이 지나가며 열점 화산 열을 남긴다고 해석합니다. 다만 플룸이 정말 핵-맨틀 경계에서 시작하는지, 얕은 판 내부 과정으로 설명할 수 있는지에 대해서는 '플룸 논쟁'이 이어지고 있습니다.
주의할 점
'열점 화산활동'은 지표에서 보이는 현상이고, '맨틀대류'는 판을 움직이는 맨틀 전체의 순환입니다. 맨틀 플룸은 그 사이를 잇는 깊은 기원에 관한 가설이므로, 모든 판 내부 화산을 플룸으로 단정하면 안 됩니다.