특이한 지질 구조
주상절리는 용암이 식으면서 기둥 모양으로 굳은 것인데, 기둥의 단면은 4각~6각형으로 다양한 모습을 보인다. 유동성관계로 큰 현무암질 용암류가 급격히 냉각되면 큰 부피변화와 함께 수축하게 된다. 이때 용암이 식으면서 최소한의 변의 길이와 최대의 넓이를 가지는 "육각기둥"의 모양으로 굳는 경향을 보인다. (원은 선의 길이를 가장 효율적으로 사용하여 같은 길이 대비, 다른 도형보다 넓이가 크지만 원으로는 빈틈 없이 조밀한 구조를 생성할 수 없다.) 수축이 진행되면서, 냉각중인 용암표면에서 수축이 일어나는 중심점들이 생기게 된다. 이런 지점들이 고르게 분포하면서, 그 점을 중심으로 냉각,수축이 진행되면 다각형의 규칙적인 균열이 생기게 된다. 이러한 균열들이 수직으로 발달하여 현무암층은 수천 개의 기둥으로 나뉘게 되었다. 이들은 용암의 두께, 냉각 속도 등에 따라 높이 수십 m, 지름 수십 cm의 다양한 모습으로 발달하게 된다고 한다. 주상절리는 한 눈에 보아도 특이한 지질 구조이기 때문에 전 세계 이곳저곳에서 기암괴석으로 생각됐다. 그렇지만 현대적인 논의가 된 것은 아일랜드 북단에 있는 주상절리의 형성 원인에 대한 것이었다. 당시에는 암석이 물에서 만들어진 것인지, 고온에서 만들어지는 것인지에 대한 논쟁이 있었다. 주상절리의 독특한 모양은 암석이 물에서 결정화된다는 이른바 수성론에 힘을 실어주기도 했다. 그러나 지질학의 발전으로 오늘날 주상절리의 형성 원인은 많은 사람들에게 잘 알려진 상식이 되었다. 주상절리는 뜨거운 용암이나 갓 퇴적된 뜨거운 화산재 등이 급격하게 식으면서 만들어지는 균열이다. 퇴적된 화산재가 무척 뜨거워서 그 퇴적층에 주상절리가 발달하는 경우도 있는데, 일반적으로는 두터운 용암류가 식으면서 만들어진다. 지질학적으로 절리라는 것은 암석이 완전히 식은 뒤 지표로 올라오면서 부피 팽창, 즉 풍화의 과정에서 만들어지는 2차적인 구조임을 고려할 때, 주상절리는 절리 중에서도 그 형성 과정이 특이한 편에 속한다. 뜨겁게 흐르거나 쌓인 화산암(쉽게 용암이라 하자)이 주변의 차가운 환경(공기)와 만나게 되면 표면부터 식게 된다. 그런데 이 용암이 내부에서 딱히 많이 흐르고 있는 게 아니라서 단순히 껍질만을 만들고 끝나는게 아니라면, 식으면서 만들어지는 균열이 하부 층으로 전파된다. 아래로 전파된 균열은 하부층의 열기가 빠져나가는 걸 돕고, 그렇게 되면 또 수축이 일어나면서 한층 더 아래로 전파한다. 전파가 단계적이므로, 아주 이상적인 주상절리는 끌 무늬(chisel mark)라고 표현하는, 일련의 수평면에 대한 계단 형식의 표면이 발달한다. 물론 물리적 조건에 따라 끌 무늬가 아닌 물결 무늬가 나타나기도 하고, 아예 깨끗하게 정의되는 평면이 발달하기도 한다. 이러한 절리면이 서로 교차하면서 다각형의 기둥 모양이 구축된다. 육각형이 대부분인 이유는 구조상 응력이 강해지기 때문. 이런 구조를 허니 페이퍼 또는 허니콤이라고 하며, 이름을 보듯 벌집과 같은 구조이다. 이 균열의 발달 원리를 잘 생각해보면, 두꺼운 용암류에서는 공기와 접촉하는 상부 말고도 지면과 접촉하는 하부에서도 주상절리가 발달할 수 있다는 걸 알 수 있다. 그래서 잘 발달한 현무암질 용암류의 절리 구조는 상층과 하부에 각각 주상절리층이 분포한다. 또한 균열이 차가워진 암석의 수축이 일어나면서 전파되는 형식이라는 점을 생각해보면, 균열의 발달 방향이 등온도선에 수직으로 발달할 것이라는 점도 알 수 있다. 그래서 주상절리는 중력에 대한 방향은 별로 의미가 없으며, 용암이 식을 당시 등온도면이 어떻게 분포했느냐가 중요하다. 예컨대 용암이 특정한 계곡 모양의 채널을 따라 이동했다면, 그 채널의 벽면에는 수평한 방향으로 발달한 주상절리를 발견할 수 있다. 또한 특정 균열이 특히 강하게 발달하여 그곳으로 열기가 잘 빠져나가면, 균열의 끝단으로부터 방사상으로 발달하는 주상절리도 볼 수 있다.
제주의 대표적인 중문·대포 해안 주상절리대
제주중문 ·대포해안주상절리대는 서귀포시 중문동 ·대포동 해안을 따라 분포되어 있다. 약 3.5km에 이르며, 용암의 표면에는 클링커가 형성되어 거친 표면을 보이나, 파도의 침식에 의해 나타나 있는 용암단위(熔岩單位)의 중간부분을 나타내는 그 단면에서는 벽화와 같은 아름다운 주상절리가 잘 발달한다. 주상절리의 크기는 키가 큰 것은 20m 내외로 발달하며 상부에서 하부에 이르기까지 깨끗하고 다양한 형태의 석주들을 보여주고 있다. 해식애를 따라 발달한 주상절리는 주로 수직이나 수평인 곳도 있으며 주상체의 상부단면은 4-6각형이다. 해식작용으로 외형이 잘 관찰되고 서로 인접하여 밀접하게 붙어서 마치 조각 작품과 같은 모습을 보인다. 제주중문 ·대포해안 주상절리대는 현무암 용암이 굳어질 때 일어나는 지질현상과 그 후의 해식작용에 의한 해안지형 발달과정을 연구 ·관찰할 수 있는 중요한 지질 자원으로서 학술적 가치와 경관이 뛰어난 곳이다. 이 해안은 주상절리 해안으로 육각기둥 모양의 절벽이 넓게 펼쳐져 있으며 파도가 높은 날에는 더욱 웅장하다. 이곳은 예전엔 사람들이 자유롭게 출입할 수 있었으나 현재는 사람들의 출입을 통제하고 있다.
대한민국의 대표적인 주상절리
대한민국에는 화산지형인 제주도와 울릉도, 한탄강 일대[2], 광주광역시, 울산광역시, 포항시, 경주시, 고성군 등에 주상절리가 분포하고 있다. 대부분 국가지질공원으로 지정되어 있다.포천 한탄강 멍우리 협곡(명승 제94호), 포항 달전리 주상절리(천연기념물 제415호), 문섬, 범섬 천연보호구역(천연기념물 제421호) : 서귀포 앞바다에 떠 있는 무인도 문섬과 범섬에서도 주상절리를 볼 수 있다. 한탄강 대교천 현무암 협곡(천연기념물 제437호), 제주 중문, 대포해안 주상절리대(천연기념물 제443호), 무등산 주상절리대(천연기념물 제465호) : 서석대(1,100m)와 입석대(1,017m)가 바로 이것이다. 해발 1000m가 넘는 내륙 고지대에 위치한 두께가 약 100m의 커다란 주상절리라는 점에서 특이한 사례이다. 참고로 바위로 뒤덮여 있는 산등성이인 너덜은 주상절리가 풍화되어 무너져내리면서 생긴 지형이다. 한국에서 발견되는 주상절리 중 단연 최대 크기이며, 성분도 석영안산암질이라 무척 특이한 사례이다. 경주 양남 주상절리대(천연기념물 제536호) : 다른 지역과 다르게 주상절리가 부채꼴 모양으로 퍼져 있다. 부채꼴 모양이 가장 잘 보이는곳에 전망대도 설치해놨다.
- 나무위키 참조 -