바인과 매슈스, 해저를 지구 자기장 역전의 자기 테이프 기록기로 읽다

대륙 이동설은 치명적인 공백을 지닌 주변부 이론이었다. 알프레트 베게너는 대륙이 맞아떨어진다는 것을 보여줄 수 있었지만 메커니즘도, 측정된 속도도 없었고, 1930년 그린란드 빙상에서 사망할 때까지 학계는 여전히 적대적이었다. 한편 1950년대에는 우연한 데이터 보고가 찾아왔다 — 전시 잠수함 탐지 장비에서 개조한 자력계를 조사선 뒤에 끌고 다니면서, 해저가 얼룩말처럼 줄무늬를 띠고 있다는 사실이 드러났다. 오늘날의 자기장과 같은 방향 및 반대 방향으로 번갈아 자화된 암석 띠가 중앙 해령 양쪽에 대칭으로 펼쳐져 있었던 것이다. 그 패턴을 무엇이 만들었는지는 아무도 말할 수 없었다.

1963년 케임브리지에서 대학원생 프레더릭 바인과 그의 지도교수 드러먼드 매슈스는 그 줄무늬를 문자 그대로 받아들였다. 지구 자기장이 때때로 극성을 뒤집고 — 이는 이미 대륙 암석에서 확인된 바 있다 — 새로운 지각이 해령에서 솟아올라 밖으로 퍼진다면, 그 지각은 돌아가는 테이프 녹음기와 같다. 현무암 띠는 식으면서 자기장의 극성을 고정하므로, 정상과 역전 암석의 교대 줄무늬는 해령에서 바깥으로 나아가며 양쪽에 거울처럼 나타나야 한다. 캐나다 지질조사국의 로런스 몰리는 독립적으로 같은 결론에 도달했다.

그 가설은 그저 예쁜 것이 아니라 검증 가능했다. 앨런 콕스, 리처드 돌, 브렌트 달림플은 칼륨-아르곤 연대 측정으로 지난 400만 년간의 역전 연대 척도를 구축해 두었다. 1966년 바인, 매슈스, 몰리는 해저가 연간 수 센티미터씩 움직인다고 가정하고 측정된 줄무늬 폭을 그 역전 기록과 독립적으로 대조했으며 — 동태평양 해령을 가로지르는 단면 같은 — 계산된 자기 프로파일은 관측된 것과 놀라울 만큼 정밀하게 일치했다. 이 일치는 해저 확장을, 그리고 그와 함께 판 구조론을 확정지었다.

그 성과는 정량적이었다. 배가 자력계를 끌 수 있는 곳이라면 어디든 해저의 연대를 측정할 수 있게 되었고, 이후 줄무늬는 거의 해저 전체에 걸쳐 대조되었으며, 그 해저는 약 1억 8천만 년보다 오래되지 않은 것으로 밝혀졌다 — 대륙과 달리 젊고 재활용 가능한 것이다. 수십 년 된 논쟁은 새로운 기기나 탐사가 아니라 이미 선반에 있던 데이터에 대한 새로운 해석으로 끝났다.

해저를 자기장 역전의 테이프 녹음기로 취급하다

해령 양쪽 줄무늬의 대칭성은 확장축이 만들어내는 바로 그 결과이며, 어떤 경쟁 설명도 이를 예측하지 못했다.

모든 입력은 이미 존재했다 — 전시 자력계, 지도화된 프로파일, K-Ar 연대 측정으로 발표된 역전 연대. 통찰은 줄무늬를 문자 그대로 받아들이는 것 외에는 아무 비용도 들지 않았다.

그것은 대륙 이동을 암시적인 지도 맞춤에서 연간 센티미터 단위의 측정된 속도를 지닌 정량적 모델로 전환시켰다.

그것은 반증 가능했다. 역전 연대가 틀리거나 줄무늬가 비대칭이었다면 무너졌을 것이며, 그래서 1966년의 프로파일 일치가 결정적이었다.

어떤 과정을 직접 관찰할 수 없을 때는 그것이 기록되는 매체를 찾아라. 해저는 모든 자기장 역전을 공짜로 기록했으며, 승자들은 새 기기를 만드는 대신 그 기록 보관소를 읽었다.

1960년대 후반까지 판 구조론은 지질학, 지구물리학, 지진학을 하나의 틀로 통합했고, 자기 줄무늬 순서는 해저의 연대를 측정하는 표준 방법이 되었다 — 결국 거의 전체 해저에 걸쳐 대조되어 약 1억 8천만 년까지의 연대를 기록한다. 이 메커니즘은 보통 바인–매슈스–몰리 가설로 불리며, 케임브리지의 두 사람과 독립적으로 같은 착상에 도달한 캐나다인을 기린다. 자기 줄무늬는 대륙이 어떻게 이동해 왔는지 재구성하는 데 여전히 기초가 된다.