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과학사진/국내지질

한탄강 일대의 지형2-아우라지의 베개용암, 재인 폭포

by 리얼 스타 2012. 7. 5.

1. 아우라지의 베개용암

연천군 전곡읍에서 37번 국도를 따라서 동쪽의 백의리쪽으로 약 4km 간 후, 좌회전하여 70m 정도 가면 한탄강을 가로지르는 궁신교가 나온다. 이 다리를 건너서 500m 정도 가면 삼거리가 나오는데, 표지판을 따라 오른쪽의 신답리 방향으로 내려가면 강을 가로지르는 잠수교가 나오며 다리를 건너자마자 왼쪽의 영평천을 건너면 노두를 볼 수 있다.

 

 

 

 

 

 

아우라지는 어우러진다는 뜻으로서, 이곳은 한탄강과 영평천이 어우러져 강을 이루는 데에서 이름이 유래하였다. 이곳 제4현무암층의 최하부에는 용암이 물속에서 분출되거나 흐르는 용암류가 물과 접촉할 때 형성되는 구조 .

용암이 물속에 떨어져 급속히 냉각 고결되어 베개용암을 만들었다.

현무암 노두의 윗부분은 주상절리를 잘 보이며, 현무암의 아래 부분에는 마치 수백 개의 돌베개를 모아놓은 것 같은 크기와 모양이 다양한 베개 용암이 나타나는데 이는 용암이 물과 접촉하여 흐를 때 만들어지는 특이한 구조이다. 베개용암의 가장자리는 물과 접촉하여 급히 식은 치밀하고 견고한 암회색 또는 검은색의 유리질 부분으로 되어있다. 베개용암 하나의 크기는 지름이 약 30cm~100cm이다. 베개 용암의 내부가 방사상으로 쪼개진 절리가 특징적으로 나타난다.

 

 

 

 

 

2. 재인폭포

재인 폭포는 3번국도 및 37번 국도를 이용하여 전곡에 도착한 후 연천방향으로 6km 직진하여 통현 삼거리에서 우회전하여 재인폭포 주차장까지 직진하면 나온다.

재인폭포는 군부대 안에 있는 곳이기 때문에 동절기에는 주말에만 개방을 한다. 하절기에는 입장료(어른 1,000, 학생 500)를 지불해야 한다.

4기 현무암의 근원 용암은 서울-원산 구조대 내에서 분출하여 저지대를 따라 흘러 긴 용암대지를 형성하였다. 현무암은 노두상으로 노출되는 면적은 넓지 않지만, 현재 상당한 부분이 하성퇴적물과 토양층으로 덮여있으며, 하안단애를 이루고 흔히 주상절리를 발달시킨다. 재인폭포에는 수직 주상절리대가 발달해있다.

 

 

 

현무암은 암색 내지 흑색이고, 매우 세립질의 화산암이다.

4기 현무암은 강원도 평강~철원 일대에서부터 경기도 포천시-연천군-파주시 파평면에 이르기까지 한탄강 및 임진강 하안과 그 연변의 저지대에 분포한다. 이 현무암의 근원 용암은 서월-원산 구조대 내에서 분출하여 저지대를 따라 흘러 좁고 긴 용암대지를 형성하였다. 현무암 용암류가 흐른 통로는 현재의 한탄강 유로와 크게 다르지 않았을 것으로 추정된다. 전곡현무암으로 지칭되기도 한 제4기 현무암은 한탄강과 임진강을 따라서, 그리고 영평천 하류와 차탄천 하류에도 분포하며, 전곡읍 일대에서는 용암대지를 이룬다.

현무암은 노두상으로 노출되는 면적은 넓지 않지만, 현재 상당한 부분이 하성퇴적물과 토양층으로 덮여있으며, 하안단애를 이루고 흔히 주상절리를 발달시킨다. 따라서 현무암 대지를 통과하는 하천은 그 상류에서 하폭이 매우 넓고 제방이 형성되어 있지만 하폭이 매우 좁고 하고가 깊은 것이 특징이다.

현무암은 총 두께가 약 20m 이내로, 4매 이내의 용암류(lava flow)로 구성되어 있다. 용암류는 지역에 따라 두께변화(1~20m)를 제외하고 전체적으로 동일한 암상을 보이지만 기공의 존재로 개별 용암류 단위를 확인할 수 있다. 최하부 용암류 밑에는 미고결 상태로 깔려 있던 고기 하성층(백의리층)이 제거되어 비어있는 경우도 있다.

 

가스가 빠져 나간 gas escape pipe

 

 

주상절리

화산암은 용암이 분출될 때 빠른 속도로 냉각 수축함으로써 주상절리를 만들고, 심성암은 화강암 등이 지표로 노출될 때 암석 위를 누르던 압력이 제거되면서 수평 방향으로 형성된 판상절리나 방상절리를 만든다. , 주상절리는 육각 기둥 모양으로 쪼개지며, 현무암에서 잘 나타나고 판상절리는 얇게 판자 모양으로 쪼개지는 절리로 안산암에서 잘 발달한다. 그리고 방상절리는 육면체로 쪼개지며, 화강암에서 쉽게 발견할 수 있다.

용암이 식을 때는 수축하여 절리가 많이 발달하며 유동성이 큰 현무암질 용암류가 식을 때는 절리가 규칙적으로 발달할 수 있다. 냉각 중에 있는 용암의 표면에는 수축 중심점들이 생기며, 이런 점들을 잇는 선의 중앙에서는 양쪽으로 직각 방향의 틈이 벌어진다. 수축 중심점이 고르게 분포하면 여러 방향의 틈들이 서로 만나 육각형의 패턴을 만들게 된다.

 

 

 

 

 

 

3. 풍혈

전곡에서 3번 국도를 따라 연천 쪽으로 5.7km쯤 간 후, 우회전하여 개울을 따라 동쪽으로 약 1.5km 정도 들어가면, 길 우측에 작은 주차장과 풍혈 표지판이 있다. 이 주차장에서 산 쪽으로 작은 다리를 건너 50m 정도 올라가면 풍혈이 나타난다.

 

 

 

이곳의 산사면에는 중생대 백악기말 ~ 신생대 제 3기의 화산활동으로 형성된 응회암들이 기계적 풍화작용을 받아 부스러진 조각들이 쌓여 있는데, 이것을 너덜(talus)이라 한다. 그리고 이 너덜 사이로 여름에는 시원한 바람이 불어나오고 있으며, 조그마한 동굴에는 7월까지도 얼음이 얼어 있다. 우리나라에서 여름철에 얼음이 얼어 있거나 차가운 공기가 나오는 곳으로는 경남 밀양의 얼음골, 경북 의성의 빙계계곡, 충북 제천의 금수산 얼음골, 전북 진안의 풍혈냉천, 경기 연천의 동막리 풍혈, 충남 보령의 냉풍욕장, 경북 청송의 얼음골, 경북 영덕의 옥계계곡, 강원 정선의 운치리 얼음골 등이 있다.

동막리 지역은 중생대 백악기의 화성활동에 의해 분출한 화산쇄설성 퇴적물에 의한 응회암으로 되어 있다. 이 곳 응회암에는 다양한 크기와 모양 그리고 다양한 색의 암편들로 구성된 래피리응회암이다. 또한 화산재가 완전히 식지 않고 잔열에 의해 만들어진 용결구조도 함께 나타난다.

 

2009년 5월 8일 촬영

 

 


 

풍혈(얼음골)의 형성 원인과 관련된 몇 가지 이론을 살펴보면 다음과 같다.

단열팽창에 의한 기온 하강 : 바위틈을 따라 낮은 온도의 포화상태에 이른 공기가 갑자기 따뜻하고 건조한 공기와 만날 때 급격한 팽창 현상이 일어나 주위의 열을 빼앗아 감으로써 온도가 내려가는 현상을 말한다. , 단열팽창에 의한 단열 냉각에 의해 바위를 차게 하고 0이하로 공기를 냉각하여 얼음골이 생성된다.

바위틈 아래쪽의 기화설(氣化說) : 일사량이 극히 적고, 단열효과가 뛰어난 얼음골의 지형 특성상 겨울철에 형성된 찬공기가 여름까지 계곡 주위에 머무는 상태에서 암반 밑의 지하수가 지표 안팎의 급격한 습도차에 의해 증발되면서 주변의 열을 빼앗아 얼음이 얼게 된다는 이론으로 너덜(talus) 하부에 지하수가 흘러가는 계곡에서 설명될 수 있다.

자연 대류설(對流說) : 겨울이 되면 공기의 온도는 영하인 반면, 너덜을 이루고 있는 돌들은 여름과 가을을 지나면서 데워졌기 때문에 상온을 우지하고 있다. 그런데 공기의 부력 때문에 차가운 공기가 너덜의 하부의 유입된다. 차가운 공기는 돌로부터 열을 빼앗아 데워지면서 너덜의 상부에서는 따뜻한 공기가 흘러들어온다. 이처럼 자연대류에 의해 겨울철의 냉열이 돌에 저장되어 있다가 방출되는 현상을 자연대류설이라고 한다.

냉기 체류설(滯留說) : 겨울철에 약 -10의 냉기가 대류로 바위의 내부까지 중력류에 의해 자유롭게 흘러들어가고 바위를 냉각시켜 저온 상태로 보존된다. 그것에 대해 여름철에는 상부의 바위들이 단열층의 역할을 하여 일사를 차단하고, 안정층이 형성되어 따뜻한 공기가 바위 속까지 들어가기 어렵다. 따라서 여름이 되어도 온도가 올라가지 않고, 연평균 온도가 0이하로 내려가게 된다.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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