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주상절리
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주상절리(柱狀節理, columnar joint)란 마그마가 냉각 응고함에 따라 부피가 수축하여 생기는 다각형 기둥 모양의 금이다.[1]
내용
기둥모양의 절리(節理)라는 뜻으로, 절리는 지형 용어로 암석에 생기는 갈라진 틈 또는 결을 의미한다. 보통 고온의 마그마 또는 용암이 찬공기나 물과 만날 때 급격한 냉각과정에서 수축되면서 생성되는데, 보통 이 과정에서 생기는 절리에 의해 기둥모양 돌들이 다발로 나타나서 붙여진 이름이다. 수직방향의 긴 기둥모양의 돌들이 특징적으로 나타나 독특한 지형을 형성하는 것으로 유명하나, 반드시 수직방향으로 나타나는 것은 아니다. 현무암, 안산암 등 화산암의 암맥이나 용암, 용결응회암 등에서 잘 나타나며, 그 중에서도 온도가 높고 유동성이 큰 현무암질 용암에서 가장 잘 나타난다.
주상절리는 보통 육각형의 단면을 가지는 돌기둥들이 규칙적으로 붙어서 연속적으로 나타나, 그 독특한 형상으로 인해 관광지로 개발된 곳이 많다. 육각형의 단면이 나타나는 이유는 용암의 표면에 냉각·수축의 중심이 되는 점들이 고르게 분포할 때, 각 수축 중심점들을 중심으로 수축이 균등하게 일어나면서 형성되기 때문으로 보고 있다. 그러나 반드시 육각형으로 나타나는 것은 아니며, 사각형이나 오각형 등 다양한 형태가 존재한다. 보통 단면의 크기는 수 센티미터에서 수 미터에 이르기도 하며, 기둥의 길이는 수 미터에서 긴 것은 수십·수백 미터에 이르기도 한다.
일반적으로 화산암에 나타나므로 화산활동이 활발했던 곳에서 잘 볼 수 있는데, 세계적으로 영국 북아일랜드 북부 해안의 자이언트 코즈웨이(Giant's Causeway), 아르메니아의 가르니(Garni) 계곡, 미국 와이오밍 주의 데블스 타워(Devil's Tower), 아이슬란드의 여러 해안들에 있는 주상절리가 유명하다. 한국에도 제주도 지삿개 등 여러 해안의 주상절리들과 울릉도의 국수바위, 광주 무등산의 입석대와 서석대, 한탄강 일대, 경주, 포항 등의 주상절리가 유명하며 문화재로 지정된 곳들이 많다.
한편 주상절리와는 달리 쪼개지는 절리의 방향이 수평으로 넓게 나타나는 절리를 판상(板狀)절리라 한다.[2]
형성
주상절리는 주로 지하 얕은 곳에 관입한 화성암에 인장단열로 형성된다. 흔히 분출 화성암이나 얕은 곳에 관입한 암석에서 모암과 관입암 사이에 열적 수축(thermal contraction)과 냉각에 의해 열 응력(thermal stress)이 작용하면서 형성된다. 높은 온도의 용암이나 응회암이 고화될 때 주변의 모암에 비하여 온도가 훨씬 높기 때문에 열적 수축이 상당히 크게 된다. 두 암석 사이의 용결된 접촉부는 상대적인 변위를 일으키지 못하고, 냉각되면서 두 암석 사이 상당한 열적 응력이 생성된다.
두 암석의 접촉면과 평행한 수직응력 성분은 화성암에서 열적 수축이 필요한 만큼 수축을 방지하며, 이러한 응력성분은 모암에서의 압축응력에 의해 균형을 이루고, 그 힘은 열적 수축이 요구하는 것보다 더 크게 수축한다. 일반적으로 화성암에서 인장응력은 냉각 동안에 등열적 표면(isothermal surface)과 평행하게 된다. 암석은 압축응력보다 인장응력에 더 약하기 때문에 등 온도를 나타내는 표면에 직각 방향으로 인장 단열이 쉽게 형성된다.
여름철 가뭄 때 점토질 논이 거북등 같이 갈라지는 모양의 주상절리 단면의 형성에 관해서는 아직 충분히 이해하지 못하고 있다. 다만 2개의 직교하는 방향에서 인장응력이 작용하기 위해서는 한 개 이상의 단열체계가 필요하다. 이러한 단열체계는 각기둥의 단면이 3각형, 4각형, 혹은 6각형일 경우 절리들로 만들어진 각기둥의 공간을 채운다. 육각형의 각기둥이 각기둥의 단위 체적당 절리로 이루어진 면의 면적이 최소가 된다. 따라서 육각형 모양의 단면이 형성될 때 다른 모양의 각기둥이 형성될 때 보다 에너지를 작게 하기 때문에 이러한 모양의 주상절리가 흔하게 형성되게 된다.
대한민국의 주상절리
주상절리 지역은 그 형상이 아름답고 웅장하기 때문에 지질공원이나 관광 지역으로 유명한데, 한국에서도 제주도 중문해안, 정방폭포, 천지연 폭포 등의 해안에서 주상절리 절벽을 잘 볼 수 있고, 광주 무등산의 입석대와 서석대를 이루는 주상절리는 둘레가 7m, 길이가 약 10m가 되는 큰 규모를 가지고 있다. 그리고 경기도 연천의 재인폭포, 임진강 주상절리, 강원도 철원의 직탕폭포, 경북 포항 달전리 주상절리, 경주 읍천리 해안가 와상절리 등 여러 곳에 유네스코 세계지질공원, 국가지질공원 및 각종 기념물로 지정되어 보호되고 있으며, 관광자원으로 활용되고 있다.
- 무등산 주상절리대
광주광역시 동구 용연동에 있는 용암층. 2005년 12월 16일 천연기념물로 지정되었다.
중생대 백악기에 발생한 화산 활동의 산물로서, 석영안산암질 용암이 지표 부근에서 냉각·수축되면서 형성되어 오랜 세월 동안 물리적 풍화에 의해 현재의 모습을 갖추게 되었다.
무등산 주상절리대 중 천연기념물로 지정된 입석대와 서석대는 기둥모양 혹은 병풍모양을 하고 있어 그 경관이 매우 수려하다. 입석대는 단면이 5각, 6각 혹은 8각형의 절리를 이루는 둘레 6~7m, 높이 10여m의 독립된 돌기둥 수십 개가 수직으로 하늘을 향해 솟아 있다. 서석대는 돌병풍 모양으로 동서로 길게 발달해 있는 용암층이다. 입석대의 돌기둥 하나의 크기는 남한의 주상절리 중 제일 큰 것으로 평가된다.
수직으로 솟아오른 굵은 돌기둥과 동서로 길게 발달한 돌병풍 등이 빼어난 경관을 이루고 있어 그 가치가 크다. 광주시에서 관리하고 있다.[3]
- 제주 중문·대포해안 주상절리대
제주특별자치도 중문관광단지의 동쪽편 중문동 해안가 지삿개에 있는 주상절리(柱狀節理). 2005년 1월 6일 천연기념물로 지정되었다.
면적은 2만 1865㎡이다. 옛이름인 '지삿개'를 살려 '지삿개 바위'라고 부른다. 중문관광단지 내에 1.75㎞ 이르는 해안을 따라 높이가 다르고 크고 작은 사각형 또는 육각형 돌기둥 바위들이 깎아지른 절벽을 이룬 곳을 말한다. 주로 화산암(火山岩) 암맥이나 용암, 용결응회암(熔結凝灰岩) 등에서 생긴다. 정방폭포와 천지연폭포가 이런 지형에 형성된 폭포이다.
돌기둥 사이로 파도가 부딪쳐 하얀 포말이 부서지는 모습은 장관이며 바람이 많은 날 배를 타고 바다에서 바라보면 더욱 아름답고 웅장하다. 파도가 심하게 칠 때는 10m 이상 용솟음친다. 낚시터로도 유명하다.[4]
- 포항 달전리 주상절리
경상북도 포항시 남구 연일읍 달전리에 있는 주상절리. 2000년 4월 28일 천연기념물로 지정되었다. 포항시에서 소장 및 관리하고 있다.
포항 달전리의 주상절리가 있는 곳은 원래 돌을 캐는 채석장이었다. 산을 이루고 있는 암석을 캐내다가 주상절리를 발견하게 되었는데, 이 때문에 주상절리에 약간의 손상이 생겼다. 경주에서 영덕으로 가는 큰 길가에 있는데, 신생대 제3기말(약 200만 년 전)에 형성된 것이다.
현무암으로 된 5각형 내지 6각형의 돌기둥이 여러 개 이어져 높이 20m, 너비 100m, 전체면적 32,651㎡ 규모의 암벽을 이루어, 마치 병풍을 펼쳐 놓은 듯하다. 국내 다른 지역의 주상절리가 신생대 제4기(약 30만 년 전)에 형성된 점을 보아, 시대성이나 규모로 볼 때 포항 달전리의 주상절리는 국내에서 보기 드문 지형이다. 또한 발달상태가 좋고 학술적으로도 가치가 높아 보존할 필요가 있다.[5]
- 경주 양남 주상절리군
경주시 양남면 읍천리와 하서리에 걸쳐 해안에 형성된 주상절리. 2012년 9월 25일 천연기념물로 지정되었다.
경주시 양남면 읍천항과 하서항 사이의 해안을 따라 약 1.5km에 이르는 주상절리이다. 신생대 제3기 마이오세(약 2,600만~700만 년 전) 때 한반도 동남부 지역에서의 화산활동으로 인하여 생성되었을 것으로 추정한다.
주상절리는 대부분 질서정연한 수직의 기둥 모양이지만 이곳의 주상절리는 비스듬히 기울어져 있거나 수평 방향으로 발달해 있으며, 부채꼴(방사형)로 퍼져나간 것도 있다. 이렇게 형태가 다양한 것은 마그마가 지표면 위로 분출하지 못하고 지각 얕은 곳으로 스며들어간 상태에서 냉각과정을 거쳤기 때문인 것으로 본다. 횡단면의 지름은 20~100cm로 다양하며, 각각의 형태 또한 오각에서 팔각에 이르기까지 다양하다. 일부 구역에는 과거 해수면의 변동을 이해할 수 있는 해안단구와 소규모의 해식대지도 있다.
수평·수직·경사·방사 형태 등 모든 방향의 주상절리가 대규모로 모여 있고, 흔히 볼 수 없는 부채꼴 주상절리가 발달해 있다는 점에서 희소성이 있다. 또, 한반도 동남부 지역의 신생대 화산활동과 동해의 형성과정을 이해하는 데 도움을 줄 수 있다는 점에서 학술적 가치가 있다. 2012년 9월 25일 천연기념물로 지정, 국토해양부에서 소유 및 경주시에서 관리하고 있다.[6]
- 포천 한탄강 현무암 협곡과 비둘기낭폭포
현무암 용암대지에 형성된 협곡과 폭포. 2012년 9월 25일 천연기념물로 지정되었다.
화산 폭발로 분출된 대량의 용암이 지표를 덮으며 형성된 용암대지가 개석(開析; 원래의 지형면이 하천의 침식 작용으로 골짜기가 형성되면서 새로운 지형으로 바뀌는 일)되면서 생긴 한탄강 유역의 현무암 협곡과 폭포이다. 포천 불무산에서 발원하는 한탄강의 지류인 불무천에 형성되어 있는데, 불무천이 한탄강으로 흘러들어가는 지점으로부터 약 150m 떨어진 거리에 있다.
'비둘기낭'이라는 폭포의 명칭은 '비둘기 낭떠러지'라는 의미로, 폭포 주변 단애(斷崖; 깎아 세운 듯한 낭떠러지)와 동굴에 산비둘기들이 많이 서식하여 이런 이름이 붙었다고 전해진다. 협곡의 단애 사이로 낙하하는 비둘기낭 폭포의 높이는 약 15m, 폭포 아래에 형성된 소(沼; 물 웅덩이)의 너비는 약 30m에 이른다.
폭포 주변으로는 크고 작은 하식동(河蝕洞; 하천의 물이 땅을 침식하여 생긴 동굴)과 수직의 다각형 기둥 모양 주상절리, 수평의 널조각 모양 판상절리, 하천 바닥의 기반암에 형성된 포트 홀(pothole; 하천의 침식 작용에 의하여 생긴 오목한 모양의 구멍) 등이 발달되어 있다.
현무암 용암대지에서의 하천의 침식 과정을 보여주는 협곡과 폭포로 지형·지질학적 측면에서 학술 가치가 높은 동시에 경관 또한 뛰어나다.[7]
- 포천 아우라지 베개용암
경기도 포천시와 연천군에 걸쳐 있는 용암이 굳어 형성된 지형. 2013년 2월 12일 천연기념물로 지정되었다.
신생대 제4기 추가령 구조선(構造線) 또는 북한의 평강 오리산에서 분출한 현무암질(玄武巖質) 용암이 옛 한탄강 유로를 따라 흐르다가 영평천과 한탄강이 만나는 지점(아우라지)에서 급랭하여 형성된 것이다. 침상용암(枕狀熔岩)이라고도 불리는 베개용암(Pillow Lava)은 물속에서 뿜어져 나온 용암이 물과 만나 냉각되는 과정에서 생성되며 둥글둥글한 베개 모양으로 굳은 형태를 말한다.
이곳은 한국에서 발견되는 예가 드물며, 선캄브리아대(Precambrian) 변성암류(變成巖類)와 제4기 현무암질 용암류와의 부정합 구조, 주상절리(柱狀節理), 하식애(河蝕崖)와 고(古) 토양층의 발달 과정 등을 알 수 있는 자료이기도 하다.[8]
- 비파산
경상북도 울릉군 서면 남양리 남양항 뒤쪽에 있는 폭 150m, 높이 20m에 이르는 대규모 수직 절벽으로, 울릉도의 절경 중 하나이다. 해발고도 498.2m의 고지로부터 남쪽으로 뻗은 능선의 동쪽에 발달되어 있다.
화산 지형에서 대표적으로 나타나는 주상절리인데 기둥 모양으로 갈라진 암벽이 악기 비파(琵琶)를 연상시킨다 하여 비파산이라고 한다. 또 국수가락을 널어 놓은 듯한 형상이라 하여 국수산 또는 국수바위라고도 부른다. 절벽을 이루는 암석은 조면암질의 안산암이다.[9]
- 강동 화암 주상절리
울산광역시 북구 산하동 화암마을 해변에 있는 주상절리. 2003년 4월 24일 울산광역시 기념물로 지정되었다.
약 2000만 년 전인 신생대 제3기에 분출한 마그마가 식어 굳어짐에 따라 부피가 줄어들어 생긴 것이다. 주상절리란 단면이 육각형 혹은 삼각형인 기둥 모양 바위들이 수직방향으로 겹쳐진 것을 말한다. 해안을 따라 200m에 걸쳐 펼쳐져 있고, 해안에서 150m 쯤 떨어진 바위섬에도 절리현상이 나타난다. 주상체 횡단면이 꽃처럼 생겼는데 이로부터 화암(花岩)이라는 마을이름이 유래되었을 것으로 여겨진다. 동해안 주상절리 중 용암 주상절리로는 가장 오래된 것이어서 학술적 가치가 높다.[10]
동영상
각주
- ↑ 〈주상절리〉, 《네이버국어사전》
- ↑ 〈주상절리〉, 《네이버지식백과》
- ↑ 〈무등산 주상절리〉, 《네이버지식백과》
- ↑ 〈제주 중문·대포해안 주상절리대〉, 《네이버지식백과》
- ↑ 〈포항 달전리 주상절리〉, 《네이버지식백과》
- ↑ 〈경주 양남 주상절리군〉, 《네이버지식백과》
- ↑ 〈포천 한탄강 현무암 협곡과 비둘기낭폭포〉, 《네이버지식백과》
- ↑ 〈포천 아우라지 베개용암〉, 《네이버지식백과》
- ↑ 〈비파산〉, 《네이버지식백과》
- ↑ 〈강동 화암 주상절리〉, 《네이버지식백과》
참고자료
- 〈주상절리〉, 《나무위키》
- 〈주상절리〉, 《네이버지식백과》
- 〈주상절리〉, 《네이버국어사전》
- 〈주상절리〉, 《네이버지식백과》
- 〈무등산 주상절리〉, 《네이버지식백과》
- 〈제주 중문·대포해안 주상절리대〉, 《네이버지식백과》
- 〈포항 달전리 주상절리〉, 《네이버지식백과》
- 〈경주 양남 주상절리군〉, 《네이버지식백과》
- 〈포천 한탄강 현무암 협곡과 비둘기낭폭포〉, 《네이버지식백과》
- 〈포천 아우라지 베개용암〉, 《네이버지식백과》
- 〈비파산〉, 《네이버지식백과》
- 〈강동 화암 주상절리〉, 《네이버지식백과》
같이 보기
