지구열학

요약 지구에 나타나는 모든 지질현상을 열에너지론의 입장에서 연구하는 지구물리학의 한 분야로 지구 전체의 열수지를 생각할 때, 가장 큰 비중을 차지하는 것은 태양으로부터의 복사와 지표로부터의 반사이다.

지구 전체의 (熱收支)를 생각할 때, 가장 큰 비중을 차지하는 것은 태양으로부터의 와 지표로부터의 이다. 그러나 이 두 가지 요소는 지구대기와 지표의 극히 얕은 부분에만 영향을 미치므로 기상학에서는 매우 중요하지만, 지구 내부의 열적(熱的) 상태에는 거의 영향을 미치지 못하기 때문에 지질현상에 직접 관계되는 일은 드물다. 지구의 역사를 처음으로 순수하게 땅 속에서만 나오는 지열(地熱)을 이용하여 연구한 사람은 영국의 물리학자 켈빈이었다. 그러나 그는 지구고온기원설(地球高溫起源說)에 의거했을 뿐만 아니라, 의 발열을 고려하지 않았던 관계로 전혀 틀린 결론을 내렸다.

현재 지구저온기원설에 의하면, 약 45억 년으로 되어 있는 지구 역사의 아주 초기에 급속한 가열, 핵 ·의 분리가 일어났고, 그 후에는 차즘 냉각된 것으로 추정된다. 이러한 열에 따른 지구의 역사에서 지구가 획득한 에너지는, 온도가 낮은 시원물질(始源物質)의 집적(集積)이나 핵형성에 따른 중력에너지 및 방사성원소로부터의 발열에 의한 것이며, 이것들이 갖가지 지질현상의 에너지원이 된 것이라고 생각할 수 있다. 지구 내부에서 방출되는 열 중에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 지각열류량(地殼熱流量)이다. 단위면적당 열량은 적더라도, 지구 전표면(全表面)에 대한 것을 합계하면 방사성원소의 발열과 거의 같은 양이 되며, 화산활동으로 방출되는 열량의 수십 배로 추정되고 있다. 이와 같은 열수지와 지질현상의 접점(接點)으로서 판구조론에 대한 생각은 매우 중요하다.

지구 내부의 온도는 여러 가지 관측이나 이론으로 미루어 맨틀 상부에서는 약 1,000 ℃, 맨틀과 핵의 경계에서는 약 4,000 ℃로 추정된다. 그리고 이러한 조건하에서 맨틀대류가 일어난다고 여겨지고 있다. 판구조운동은 이러한 상황에 따른 맨틀대류의 일종으로, 지구열학적 입장에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 대류는 지구의 냉각을 재촉하는 효과가 있으므로 장기적인 지열의 역사 연구에서도 매우 중요하다.