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카르스트
카르스트(Karst)란 석회암 등의 물에 녹기 쉬운 암석으로 구성된 대지가 빗물 등에 의해서 용식 되어서 생성된 지형을 말한다.
어원[편집]
카르스트의 어원은 슬라브어 Kras 혹은 krs(또는 이탈리아어 carso)가 독일어로 정착된 것으로 물 없는 황량한 곳(a bleak waterless place) 내지 거친 암석 경관이 나타나는 곳을 의미한다.
이 지방에는 중생대에 형성된 석회암이 두텁게 분포하여, 용식에 의한 지형을 많이 볼 수 있었기 때문에 연구가 최초로 진행되어, 후에 같은 종류의 지형을 나타내는 통칭으로서 카르스트가 유럽에서 널리 사용되게 되었다.
암석은 극히 미량만 물에 용해되지만, 그 용해성은 암석의 화학 구조에 의해서 크게 다르다. 석회암은 탄산칼슘으로 되어있어 다른 암석에 비해 물에 대한 용해성이 높다. 거기서 물의 흐름에 의해서 침식되어, 바위가 조금씩 물에 녹아 돌리네, 종유동 등의 특수한 지형이 형성되며, 이러한 특징적인 지형을 카르스트지형이라고 한다.[1]
내용[편집]
카르스트지형에 영향을 주는 요인은 여러 가지로서 이들 요인의 복합적인 작용 때문에 다양한 카르스트지형이 세계 여러 곳에 분포한다. 기본적으로 카르스트지형 발달에 영향을 주는 요인은 물(지하수), 기후(특히 기온), 암석, 탄산가스 등이다.
기후지형학적 측면에서 보면 카르스트지형은 강수량이 풍부한 습윤기후에서 전형적으로 발달한다. 같은 지역이라도 물의 온도가 높을수록 잘 발달한다. 카르스트지형이 잘 발달하는 암석은 물에 잘 녹는 석회암이다. 석회암의 종류는 다양하지만 보통 방해석 형태로 존재하는 탄산염 광물이 최소한 50% 이상인 암석을 말한다. 방해석은 순수한 물에도 잘 녹지만 물에 용해된 탄산가스양은 카르스트지형 발달에 매우 중요한 역할을 한다.
자연수에도 탄산가스는 어느 정도 용해되어 있지만, 물속의 탄산가스양은 대기와 토양 속의 탄산가스 농도가 높을 때 이들과 접촉하게 될 때 물속의 탄산가스양은 높아지고 그만큼 석회암은 잘 녹는다. 탄산가스는 보통 공기유통이 불량한 열대토양 속에 더 많이 포함되어 있다. 따라서 카르스트지형은 기후적으로 보면 습윤한 열대 및 아열대 지방에서 전형적으로 발달한다.
카르스트지형은 기후조건에 따라서 온대 및 열대 카르스트지형으로 구분한다. 온대 카르스트는 우리나라에서 보편적으로 볼 수 있는 돌리네, 카렌, 석회동굴 등으로 이루어진 지형이다. 열대 카르스트는 온대보다 상대적으로 강한 용식작용이 일어나 거대한 규모의 석회암 잔구(殘丘) 지형이 나타난다. 중국 계림의 탑카르스트(tower karst)는 좋은 예이다.
카르스트지형 발달은 석회암이 용식되는 것만이 아니라 반대로 물속에 녹았던 탄산칼슘 성분이 침전되는 현상도 포함된다. 즉 카르스트지형은 용식지형과 침전지형으로 크게 구분된다. 용식이 먼저 일어나고 후에 침전이 일어나기 때문에 용식지형을 1차지형, 침전지형을 2차지형이라고 한다. 용식작용에 의해 지표에 발달하는 대표적인 지형이 돌리네이며 땅속에서 발달하는 것이 석회동굴이다. 지표에 돌리네가 많이 발달하면 돌리네 속으로 물이 계속 스며들어 가기 때문에 카르스트지형에서는 정상적인 하천이 발달하기 어렵다.
용식작용으로 석회암이 분해되면 테라로사(terra rossa)라고 하는 특이한 적색토가 발달하며 이러한 토양 사이로는 끝까지 용식되지 않고 남아있는 암석들이 돌출되어 있게 되는데 이러한 암석기둥을 카렌(karren) 혹은 라피에(lapie)라고 한다. 지하 석회동굴이 발달할 때 동굴로 스며든 지하수는 2차적인 탄산칼슘의 침전작용으로 다양한 종유석, 석순, 석주 등을 만들게 된다. 이렇게 동굴 속에 침전된 지형은 모두 스펠레오뎀(speleothem)이라고 부른다.[2]
- 용식
용식(溶蝕, solution)은 이산화탄소(CO₂)가 녹아있는 약산성의 물(H₂O)에 의하여 석회암(limestone), 돌로마이트(dolomite), 백악(chalk), 석고(gypsum) 등과 같은 용해성 암석들의 표면이 용해되어 침식되는 현상을 말한다.
용식의 기본적인 과정을 화학식으로 보면 다음과 같다. 석회암의 경우 그 주성분을 이루는 광물은 방해석(方解石, calcite)으로 화학식은 CaCO₃이다. 이 광물이 빗물이나 지하수를 만나면 CaCO₃ + H₂O + CO₂ = Ca(HCO₃)₂의 화학작용을 이룬다. 여기서 Ca(HCO₃)₂는 중탄산칼슘(탄산수소칼슘) 용액으로 물에 칼슘 성분을 녹여 있는 상태이며, 이 용액이 형성되는 곳은 기반암이 녹여진 만큼 빈 공간이 만들어진다. 이 공간이 지하에서 길게 만들어지게 되면 석회동굴로 발전하는 것이다. 동굴내로 물이 계속 공급이 되면 동굴과 동굴 미지형이 계속 발달하게 되며, 물의 공급이 끊어지면 성장이나 발달이 멈추게 된다.
주요 지형[편집]
- 돌리네 : 빗물과 지하수 등에 의해 석회암의 용식 작용이 일어나 싱크홀이 생긴 지형이다.
- 우발라 : 돌리네 여러 개가 연결되어 생성된 분지형 지형이다.
- 폴리에 : 계속 우발라가 확장되어 아예 거대한 평지로 확장된 것을 일컫는다.
- 라피에 : 석회암지대의 깊은 구멍 사이에 남아 있는 암석기둥이나 능 모양의 돌출부이다.
- 석회암 단구
- 코크핏 카르스트
- 탑 카르스트 : 단단한 암석 주변의 석회암만 침식되어서 단단한 암석만 남은 지형이다.
- 싱킹크리크 : 카르스트지형에서 지표를 흐르던 물이 침하된 지반으로 빠져들어 가면서 형성된다. 사라지는 하천의 전면은 건천으로 나타난다.
- 석회암 동굴 : 석회암 지대에서 물에 의한 용식(溶蝕)으로 생기는 동굴이다. 석회동굴이나 종유동이라고도 한다.
한반도 현황[편집]
한반도의 석회암은 보통 조선누층군이라고 부른다. 조선누층군은 고생대 초에 평안분지에 쌓인 해성퇴적층으로서 평안남도와 황해도에 가장 넓게 분포하며 남한에서는 옥천조산대에 속한 강원도 남동부와 이에 인접한 충청북도, 경상북도 일부 지역을 중심으로 넓게 분포한다. 따라서 우리나라의 카르스트지형도 이들 석회암 분포지역을 따라 발달해 있다.
한반도의 카르스트지형은 크게 보면 산악카르스트(Alpine Karst)에 해당하여 대부분 산지 중턱이나 능선 주변 등지에 발달하여 있다. 남북한을 비교해 보면 북한의 석회암지대가 남한보다 훨씬 광범위하여 이에 비례하여 카르스트지형도 북한이 남한보다 잘 발달해 있다.
카르스트지형 중 지표지형은 대부분이 돌리네 등으로 관찰되는데 이들 지형은 대부분 밭으로 개간되어 이용된다. 이들 돌리네가 발달한 지역은 지표수가 대부분 땅속으로 스며들어 다른 곳에서 다시 샘으로 솟아나는 데 이를 용천(龍泉)이라 한다. 주민들은 이 용천수를 생활용수, 농업용수 등으로 활용한다. 돌리네 근처에 솟아있는 암괴들은 대부분 카렌이다. 강원도 동해시의 경우 카렌이 해안가에서도 관찰되는데 그중 '촛대바위'는 유명한 관광지가 되었다.
내부에 다양한 스펠레오뎀이 발달한 석회동굴은 그 경관이 매우 신기하고 희귀하여 많은 동굴이 천연기념물로 지정되었으며 일부는 일반인들에게 개방하여 훌륭한 관광자원으로 이용되고 있다. 삼척의 환선굴과 대금굴, 단양의 고수굴, 영월의 고씨굴, 울진의 성류굴 등은 대표적인 예이다.
외국[편집]
- 중국 운남성 석림
중국 윈난성의 수도 쿤밍에서 남쪽으로 120km 떨어진 곳에 위치한 세계에서 가장 넓은 카르스트지형인 '석림’은 해발 2,000ｍ 높이에 거대한 돌기둥이 만들어 내는 바위가 숲을 이루고 있다. 약 3천만 년 전, 지각변동으로 바닷속에 잠겨있던 석회암층이 융기한 뒤 풍화작용으로 약한 부분이 깎여 나가면서 광활한 바위 숲이 만들어진 카르스트지형의 대표적인 곳으로 유네스코 세계문화유산에도 등록되어 있다.
- 알타미라 동굴
알타미라 동굴은 칸타브리아 지방의 도시인 산탄데르에서 서쪽으로 30km 떨어져 있다. 이 동굴은 후기 구석기 시대의 유적으로서, 야생 동물의 뼈와 사람들의 손으로 그린 암벽화가 그대로 보존되고 있다. 이 동굴 역시 카르스트지형의 일종으로 비스피에레스 산 밑의 지형이 붕괴되면서 생긴 것으로 보고 있다. 고고학자들의 연구 조사에 따르면 동굴 내부의 유적은 대략 18,500~14,000년 정도로 추정되는데 크게는 유럽의 후대 구석기를 지칭하는 솔류트레 문화의 일부에 해당한다고 한다. 이 기간에는 대개 야생 동물이 동굴에서 머물렀던 것으로 보이며 해안가에 접하고 산에 둘러싸여 있어 야생동물이 다수 분포했으므로 동물들이 머물렀던 흔적이나 잔해가 많이 남아있다. 또한, 대략 13,000년 전 산사태의 일종으로 동굴의 입구가 완전히 막히면서 이러한 흔적이 유지되고 있다고 한다. 인류가 머물렀던 흔적은 동굴의 맨 앞부분에서만 찾아볼 수 있는데, 주로 숯이나 황토, 적철석으로 형상을 그리거나 자연 염료를 이용해서 그림을 그린 흔적이 있다. 명암법이 드러나 있어 일부 형상에는 3차원의 이미지가 나타나기도 하며, 여러 가지 색채가 나타난 천정이 가장 유명한데 두 마리의 말과 큰 사슴, 수퇘지가 그려져 있다.
동영상[편집]
각주[편집]
참고자료[편집]
- 〈카르스트지형〉, 《나무위키》
- 대한민국 교육부, 〈카르스트 지형과 형성 과정〉, 《교육부공식블로그》, 2015-11-04
- 천석, 〈카르스트 지형(Karst topography)〉, 《네이버블로그》, 2019-07-16
- 〈카르스트〉, 《위키백과》
- 〈카르스트지형〉, 《한국민족문화대백과사전》
같이 보기[편집]
