열과 압력이 만든 암석과 지형

열과 압력이 만든 암석과 지형

한반도는 오랜 세월 동안 여러 화산 활동과 지각 변동을 받아 온 땅덩어리이다. 이 과정에서 암석은 열과 압력에 의한 변성 작용을 받아 새로운 암석으로 탄생한다. 아무렇게나 밟히는 암석도 20억 년 가까운 풍상을 견딘 것일 가능성이 높다. 뜨거운 마그마의 열과 지각 변동에 따른 압력으로 변성 작용을 받아 온 지역을 찾아가 보자.

 

한반도의 변성암과 지형

한반도 지질 여행을 떠나면 가장 많이 볼 수 있는 변성암을 통해 우리 땅이 오랜 세월 얼마나 거대한 힘을 받아 지금까지 왔는지 직접 느껴 보자. 한반도에서 가장 오래된 암석을 보려면 인천 앞바다의 작은 섬으로 가야 한다. 인천시 옹진군 자월면에 위치한 대이작도의 암석은 우리나라에서 가장 오랜 25억 살의 나이를 지닌 것으로 밝혀졌다.

 

25억 년 전은 대기 속에 막 산소가 늘어난 상태에서 단세포 생물만이 살던 시대였다.

대이작도의 암석을 자세히 살펴보면, 검은 띠의 윤곽이 흐릿하거나 줄무늬의 폭이 들쭉날쭉하고 심지어 줄무늬가 중간 중간에 끊긴 모습도 나타난다.

고온 상태에서 녹은 초콜릿처럼 걸쭉하게 된 암석의 성분이 분리되고 늘어나거나 끓기는 변형을 받은 것이다. 이 과정에서 기존 암석은 변성암으로 재탄생하고, 습곡과 단층 지형이 나타나기도 한다.

 

약 2억 5천만 년 전 전 세계적으로 일어났던 지각 변동 때 땅속 6~7km 깊이에서 옆에서 누르는 강한 압력을 받아 습곡 구조를 형성한 뒤 융기와 침식 작용을 받아 지표에 드러난 백령도 장촌 해안 습곡 지형이다.

전북 군산 고군산 군도의 말도 해안에서 볼 수 있는 규암층 습곡이다. 규암은 모래가 퇴적된 사암층이 광역 변성 작용을 받아 딱딱한 차돌인 규암으로 변성된 것이다.

이 지형 역시 지하 깊은 곳에 매몰되어 있던 규암층이 굉장한 횡압력을 받아 만들어졌다.

 

▶ 변성 지형에서 볼 수 있는 지질 구조

부드러운 점토를 서서히 가열하면 흙이 녹지 않고 단단한 도자기가 되듯이,땅속 깊숙이 들어간 암석은 높은 온도와 압력을 받아 구성 광물과 조직이 변해 변성암이 된다. 변성 작용은 크게 접촉 변성 작용과 광역 변성 작용으로 구분된다.

접촉 변성 작용은 기존의 암석이 마그마의 관입에 의해 압력보다는 마그마로부터의 뜨거운 열과 여러 화학 성분의 공급을 받아서 이루어지며, 마그마의 접촉부를 따라 비교적 좁은 범위에서 일어난다.

광역 변성 작용은 조산 운동과 같은 대규모 지각 운동에 의해 지하 깉은 곳으로 내려간 암석이 높은 온도와 압력을 받아 이루어지는 것으로 비교적 넓은 범위에 걸쳐서 일어난다. 특히 광역 변성 작용에서 온도의 영향이 클 때에는 광물이 재결정되고, 압력의 영향이 클 때는 입자가 재배열되어 엽리를 이룬다. 엽리는 변성 광물 입자의 크기에 따라 편리와 편마 구조로 나눌 수 있다.

 

▷ 변형 지형에서 볼수 있는 지질 구조

기존 암석이 변형이 되는 경우에는 주로 습곡과 단층 등과 같은 다양한 지형들이 나타난다.

지층이 수평으로 퇴적된 후 횡압력을 받아 휜 상태의 구조를 습곡이라 한다. 이 때 지층이 위를 향해 휜 부분을 배사 구조, 아래를 향해 휜 부분을 향사 구조라 한다. 백령도 장촌 해안은 습곡 구조 형성 과정을 나타낸 것으로 지각 변동을 받는 과정에서 습곡과 단층이 형성되었음을 알 수 있다.

단층은 지진 등의 지각 활동으로 암석에 균열이 일어나 양측 암석이 서로 어긋나서 이루어진 지층을 말한다. 단층에는 양쪽에서 미는 횡압력이 작용해 형성되는 역단층과 양쪽에서 잡아당기는 장력에 의해 형성되는 정단층 등이 있다.

이처럼 한반도에 있는 암석의 약 40%를 차지하는 변성암과 변성작용을 받는 과정에서 형성된 다양한 지형은 우리 주변 곳곳에서 만나게 된다.

우리나라를 여행하면서 절로 감탄을 자아내게 하는 아름다운 변성암과 그 지형을 찾아 땅이 들려주는 과거의 이야기에 귀 기울여 보자.

오래된 한반도의 땅이 새롭게 보일 것이다.