소규모 맨틀 대류에 의한 한반도의 신제3기 이후 융기 운동

Neogene Uplift in the Korean Peninsula Linked to Small-scaled Mantle Convection at Singking Slab Edge

본 연구는 한반도의 신제3기 이후 융기 운동에 관한 발생 요인을 탐구하고자 육상의 고해수준 기록들과 북동 아시아 일대의 심발 지진 자료를 분석하였다. 지구조적으로 한반도를 포함한 북동 아시아의 동쪽 연변부는 태평양 판, 필리핀해 판 그리고 유라시아 판이 함께 경계하는 복잡한 서태평양 섭입대의 후배호 지역에 위치하고 있다. 서태평양 섭입대의 지진 자료 분석은 한반도의 융기 패턴이 서태평양 섭입판의 활동과 관련된 심발 지진의 발생 범위를 잘 반영하고 있다. 지구과학 제 분야의 기존 연구 성과들을 종합적으로 고찰해 볼 때, 한반도를 비롯한 동북 아시아 동연변부 해안 지역을 따라 나타나는 대륙 융기 현상은 서태평양 섭입대의 맨틀 하강에 의해 발생하는 소규모의 맨틀 대류에 의해 진행되고 있는 것으로 판단되며, 융기 운동의 시작 시기는 마이오세(ca. 23 Ma) 이후의 시기로 판단 된다. 한편, 한반도 내에서 확인되는 동-서 그리고 북-남 방향의 최대 압축 응력들은 판 경계 응력에 대응하는 현생 응력 체계와 잘 일치한다. 이는 판 경계 응력에 대응한 암석권 최상부의 지각 변형이 또한 최근 수 백 만년의 시간 내에서 한반도의 융기를 가속시키는 것으로 보여진다.

This study provides quantitative constraints on Neogene uplift in the Korean peninsula using onshore paleo-shoreline records and seismic data. The eastern margin of Northeast Asia including Korea sits in the back-arc system behind the Western Pacific Subduction Zone, a complex trench triple junction of the Philippine Sea, Pacific, and Eurasian (Amurian) plates. An analysis of seismic data in the subduction zone shows that the pattern of uplift in the peninsula mirrors the extent of deep seismicity in subducting Pacific plate beneath. Combined with previous tomographic studies it is proposed that uplift is partly driven by asthenospheric upwelling caused by a sinking slab during the Neogene. In addition, the SHmax orientations of E-W and N-S trends in the peninsula are consistent with the prevailing in-situ stress fields in the eastern Eurasian continent generated by various plate boundary forces. The uplift in Korea during the Late Neogene is attributed, in part, to lithospheric failure relating to faulting movements, thus providing a link between dynamic effects of mantle upwelling at sinking slab edge and lithospheric responses driven by plate boundary forces.