[논문 리뷰] A New Basis of Geoscience: Whole-Earth Decompression Dynamics

J. Marvin Herndon|arXiv (Cornell University)|2013. 07. 04.

High-pressure geophysics and materials참고 문헌 47인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 지구가 기상성 간성으로 형성되어 내부의 압력 감소가 지구역학을 이끄는 새로운 지구과학 프레임워크인 전체지구 압력감소역학(WEDD)을 제안한다. 이 이론은 맨틀 대류 없이도 지구역학을 설명할 수 있으며, 핵 형성, 지열구배, 지자기장, 산맥 형성 등을 모두 압력감소 메커니즘으로 설명한다. 플레이트 문화론과 지구팽창론의 기본적 한계를 보완하는 통합적 대안을 제공한다.

ABSTRACT

Neither plate tectonics nor Earth expansion theory is sufficient to provide a basis for understanding geoscience. Each theory is incomplete and possesses problematic elements, but both have served as stepping stones to a more fundamental and inclusive geoscience theory that I call Whole-Earth Decompression Dynamics (WEDD). WEDD begins with and is the consequence of our planet's early formation as a Jupiter-like gas giant and permits deduction of:(1) Earth's internal composition, structure, and highly-reduced oxidation state; (2) Core formation without whole-planet melting; (3) Powerful new internal energy sources - proto-planetary energy of compression and georeactor nuclear fission energy; (4) Georeactor geomagnetic field generation; (5) Mechanism for heat emplacement at the base of the crust resulting in the crustal geothermal gradient; (6) Decompression driven geodynamics that accounts for the myriad of observations attributed to plate tectonics without requiring physically-impossible mantle convection, and; (7) A mechanism for fold-mountain formation that does not necessarily require plate collision. The latter obviates the necessity to assume supercontinent cycles. Here, I review the principles of Whole-Earth Decompression Dynamics and describe a new underlying basis for geoscience and geology.

연구 동기 및 목표

• 플레이트 문화론과 지구팽창론의 근본적 한계를 해결하기 위해 보다 종합적인 지구과학 프레임워크를 제안하기 위해.
• 핵 형성 과정에서 전체 행성의 융해가 필요하지 않은 채로 지구의 내부 구조, 조성, 산화 상태를 설명하기 위해.
• 지구역학적 과정을 추진하는 새로운 내부 에너지 원천—초행 星 압축과 지구반응로 분열—을 규명하기 위해.
• 맨틀 대류에 의존하지 않고 지표면 아래의 자기장 생성 및 열 분포 메커니즘을 제공하기 위해.
• 플레이트 충돌이나 초대륙 순환을 요구하지 않고도 접힘 산맥 형성과 텍토닉 현상을 설명하기 위해.

제안 방법

• 지구가 목성 유사한 기상성 간성으로 기원했다는 가정을 바탕으로 초기 중력 압축과 내부의 압력감소를 제안한다.
• 맨틀 대류가 필요 없도록 내부의 압력감소 개념을 활용해 지구역학적 과정을 이끄는 메커니즘을 도입한다.
• 지구반응로 가설을 제안: 지구 중심부에 자연적인 핵분열 반응로가 존재하여 에너지와 자기장을 생성한다.
• 열역학 원리와 압축 에너지 방출 원리를 적용하여 지구의 리소스 기저부에 열이 어떻게 배치되는지 모델링한다.
• 초기 행성 형성 조건과 저온 압축 조건을 기반으로 내부 조성과 산화 상태를 분석한다.
• 플레이트 충돌 없이도 압력감소에 의해 유도되는 유체 및 물질 이동을 통해 지구역학적 특징을 설명한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 핵 형성 과정에서 전체 행성의 융해가 필요 없이 지구의 내부 구조와 조성을 어떻게 설명할 수 있는가?
• RQ2 맨틀 대류 없이도 지속적인 지구역학 활동을 설명할 수 있는 내부 에너지 원천은 무엇인가?
• RQ3 맨틀 대류가 일어나지 않는다면 지자기장은 어떻게 생성되는가?
• RQ4 대류 열전달 없이도 지표면 아래 기저부의 지열구배는 어떻게 설명할 수 있는가?
• RQ5 플레이트 충돌 없이도 접힘 산맥 형성이 발생할 수 있으며, 만약 그렇다면 무엇이 이를 이끄는가?

주요 결과

• 핵 형성 과정에서 전체 행성의 융해 없이도 고도로 환원된 산화 상태와 저온 압축 조건에 부합한다.
• 초기 행성 수축에 따른 내부의 압력감소가 지구역학의 주요 추진력이 되며, 맨틀 대류의 필요성을 대체한다.
• 지구반응로 가설은 지구 중심부에서 핵분열 에너지 방출에 의해 지자기장을 생성한다는 점을 설명한다.
• 압축 에너지 방출과 압력감소를 통해 열이 지구의 리소스 기저부에 배치되며, 관측된 지열구배를 설명한다.
• 접힘 산맥은 플레이트 충돌 없이도 압력감소에 의해 유도되는 상승과 변형에 의해 형성될 수 있다.
• 초대륙 순환은 지구역학적 패턴을 설명하는 데 필요하지 않으며, 압력감소 역학이 관측된 지질학적 특징을 설명할 수 있다.