산 형성 과정의 이해

경외심을 불러일으키는 봉우리들과 숨막히는 풍경을 가진 산맥들은 수 세기 동안 인류의 상상력을 사로잡았습니다. 하지만 여러분은 이 장엄한 구조물들이 어떻게 존재하는지 궁금해 해본 적이 있나요?

산의 형성을 이해하기 위해서는 지각판의 움직임을 이해 하는 것이 중요합니다. 지구 암석권의 이 거대하고 단단한 조각들은 느리긴 하지만, 암석권 아래의 유동성을 갖는 맨틀의 일부인 연약권에 의해 계속해서 움직이고 있습니다. 지각판의 움직임을 이해하는 것은 산의 생성 뒤에 작용하는 힘의 이해에도 도움이 됩니다.

 

 

 

1. 진행 중인 힘 : 판구조론과 산형성의 이해

 

지각판은 지구의 바깥 층을 구성하는 거대한 퍼즐 조각과 같습니다. 그들은 대륙 지각과 해양 지각으로 구성되어 있고 연약권에 의해 이동을 합니다.이 판들 사이의 경계는 부딪히거나 멀어지면서 지질학적 작용의 많은 부분이 일어나는 곳인데,  이 플레이트 경계에는 산을 형성하는데 뚜렷한 역할을 하는 수렴, 발산 및 변환의 세 가지 경계 유형이 있습니다.

 

판의구조(출처. 위키백과))

 

 

A. 수렴 경계는

두 개의  플레이트가 충돌할 때 발생 하는데 이 충돌은 두 개의 대륙판, 두 개의 해양판, 또는 해양판과 대륙판 일수 있습니다. 수렴판에 의해 작용하는 힘은 산 형성을 포함한 복잡한 지질학적 과정을 만들게 됩니다.

 

a. 두 대륙판이 충돌할 때 : 상대적으로 부력이 강한 성질은 하나가 다른 하나 아래로 쉽게 가라앉는 것을 방지하면서 가라 앉지 않고 서로 부딪히는데 그 때 그 판들은 구겨지고 접혀서 거대한 산맥을 만듭니다. 예를 들어, 인도판과 유라시아판의 충돌은 우뚝 솟은 히말라야를 탄생시켰습니다.

 

b. 해양 플레이트가 대륙 플레이트와 충돌하는 경우 : 밀도가 높은 해양 플레이트는 일반적으로 더 가벼운 대륙 플레이트 아래로 가라앉습니다. 대양판이 지구의 맨틀에 가라앉으면서, 그것은 강렬한 열과 마그마를 생성하는데 이때 녹은 물질들이 표면으로 이동하여 화산 활동을 일으킵니다. 남아메리카의 안데스 산맥은 화산 산맥의 형성으로 만들어진 대표적인 예 입니다.

 

c. 두 개의 해양 판이 모이면 : 한 판은 결국 섭입이라고 불리는 과정을 통해 다른 판 아래로 내려갑니다. 섭입대는 화산 산맥이 구부러진 섬들 사이에 흩어져 있는 일본 열도와 같은 화산섬 호들을 발생시킬 수 있습니다.

 

 

 

 

B. 발산 경계는

지각판이 서로 멀어질 때 발생합니다. 판들이 분리되면서, 대기권에서 녹은 물질이 상승하여 그 틈을 메우고, 새로운 지각을 생성하고 해저를 확장시킵니다. 이 과정은 대서양 중앙 능선과 같은 수중 산맥의 형성에서 볼 수 있습니다.

 

 

 

C. 변환 경계는

플레이트가 서로 수평으로 미끄러지는 것을 특징으로 합니다. 플레이트 사이의 마찰로 인해 상당한 지진이 발생할 수 있지만, 일반적으로 산 형성에 직접적인 영향을 미치지는 않습니다.

 

 

이러한 판 경계 유형을 이해하는 것은 산 형성의 과정을 이해하는 기초가 됩니다. 이러한 경계에서 발생하는 특정 과정과 상호 작용을 탐구함으로써, 우리는 지구의 웅장한 산맥을 형성하는 복잡한 힘을 이해 할 수 있습니다.

 

 

 

 

2. 침하에서 정상까지 : 산의 형성 단계

 

A. 판의 이동 

산악 형성은 일반적으로 지각판이 충돌하는 수렴 판 경계에서 발생합니다. 판들이 모이면서, 암석들의 저항 때문에 엄청난 힘이 작용하게 되는데 이 충돌시 발생하는 압축력은 지각의 변형을 초래합니다.

 

 

B. 압축 및 폴딩

판 충돌로 인한 강한 압력과 변형은 암석을 접히게 만듭니다. 접힘은 지각력에 의해 암석층이 휘거나 휘어지는 것을 말합니다. 이 접히는 과정에서  산맥의 독특한 모양과 구조가 생깁니다. 접기에는 두 가지 주요 유형이 있습니다:

 

a.  Anticlines(아치형 접힘) : 접힌 부분의 중심부에서 가장 오래된 암석층이 발견되는 접힌 부분이고, 젊은층은 바깥쪽에 위치합니다. 이 위로 아치형의 주름은 산의 능선과 봉우리를 형성합니다.

 

Anticline, Syncline (출처.위키백과)

 

b. Synclines(오목한접힘) :싱클라인은 가장 어린 암석층이 중심부에 위치하는 접힌 부분이고, 더 오래된 층은 바깥쪽에서 발견됩니다. 싱클라인은 산등성이 사이의 골짜기와 골짜기를 형성합니다.

시간이 지남에 따라 압축과 접힘의 반복적인 현상은 많은 아치형접힘과 오목한 접힘을 축적하여 산맥에서 볼 수 있는 일련의 봉우리와 계곡을 만듭니다.

 

c. Thrust Faulting(추력단층): 접힘과 함께, 추력 단층은 산 형성의 또 다른 중요한 과정입니다. 추력 단층은 암석이 단층선을 따라 부서지고 암석 한 블록(각도가 낮은부분)이 위로 밀려 올라가 인접한 블럭 위로 넘어갈 때 발생합니다. 암석층의 수평 이동은 산맥의 상승을 만들어 냅니다. 또 노출된 단층면은 돌출부 또는 절벽과 같은 두드러진 지질학적 특징을 형성할 수 있습니다. 잘 알려진 예로는 인도와 유라시아 지각판의 충돌로 형성된 히말라야 산맥이 있습니다.

 

추력단층(출.위키백과)

 

판의 움직임, 압축, 접힘 및 단층 사이의 복잡한 상호 작용을 이해하는 것은 산맥의 형성과 진화에 대한 귀중한 정보를 제공하여 우리 행성 지질학의 역동적인 특성을 보여 줍니다.

 

 

 

3. 침식과 융기: 장엄한 봉우리의 조각

 

구조적인 힘과 접히는 과정이 산의 형성에 중요한 역할을 하지만, 시간이 지남에 따라 산의 형성과 조각은 침식과 융기에 의해 크게 영향을 받습니다.

 

A. 융기

융기는 산을 포함한 지형의 상승을 초래하는 지구 지각의 수직적인 움직임을 말합니다. 상승으로 이어질 수 있는 몇 가지 메커니즘이 있습니다:

 

a. Uplift(지각 상승): 판의 충돌이나 단층을 따라 이동하는 것과 같은 지속적인 지각력은 산맥을 상승시킬 수 있습니다. 판들이 압력을 계속 행사하고 상호 작용하면서 지각은 위로 밀려 올라가며, 점차 산의 높이를 높입니다.

 

b. Isostatic Uplift(등압 상승): 등압 상승은 지각이 침식 해 상당한 무게가 제거가 되면 그 평형을 유지하기 위해 수직으로 조정될 때 발생합니다. 예를 들면, 침식이나 빙상의 융해를 통해 발생합니다. 물질이 표면에서 침식되거나 제거되면, 기초 지각이 반발하여 상승을 일으키고 새로운 지형적 특징이 생성됩니다.

 

 

 

B. 침식

침식은 물, 바람, 그리고 얼음과 같은 풍화 작용제가 바위를 점차 닳게 하고 높은 고도에서 낮은 고도로 침전물을 운반하는 과정입니다. 침식은 우리가 산의 특징인 장엄한 봉우리와 계곡을 형성하는 데 중요한 역할을 합니다. 산 형성과 관련된 주요 침식 과정은 다음과 같습니다:

 

a. 풍화: 풍화는 기계적인 (물리적인) 과정이나 화학적인 과정을 통해 바위를 더 작은 조각으로 분해합니다. 기계적 풍화는 물이 균열과 파손으로 팽창하여 바위가 부서지는 동결-해동의 반복적인  과정을 포함합니다. 화학적 풍화는 물, 공기 또는 다른 물질과의 반응을 통해 암석의 화학적 변화를 포함합니다. 풍화는 암석을 약화시켜 침식에 더 취약하게 만듭니다.

 

b. 질량 소모: 질량 소모는 중력의 영향을 받아 암석, 토양, 잔해가 아래로 내려가는 운동을 말합니다. 그것은 산사태, 낙석, 그리고 슬럼프와 같은 과정을 포함합니다. 산악 지역의 가파른 경사면은 특히 대량의 질량소모가 발생하기 쉬운데, 이는 지형을 재구성하고 계곡과 경사면 변형을 줄 수 있습니다.

c. Fluvial erosion(하식): 하식은 강과 하천에 의해 발생하는 침식입니다. 물이 내리막길로 흐르면, 퇴적물이 물의 힘으로 운반되어, 계곡 가의 바위를 점차 닳게 하고 계곡을 파게 됩니다. 지속적인 물의 흐름으로 계곡과 협곡은 깊고 넓혀지는 풍경을 만듭니다.

d.  Glacial erosion(빙하 침식): 빙하가 있는 지역에서 기반암석이 침식되는 작용을 말합니다. 빙하가 움직일 때 바위를 긁고 뽑으며, 그것들을 운반하고 지형을 변형시킵니다. 빙하 침식은 U자 모양의 계곡, 빙하호, 아레트(arete:이어지는 날카로운 능선) 같은 독특한 특징을 만듭니다.

e. 바람 침식: 바람은 모래와 먼지와 같은 가벼운 입자들을 운반함으로써 산을 침식합니다. 바람의 침식은 토양을 안정시키기 위해 최소한의 초목이 있는 건조하거나 사막 지역에서 특히 효과적입니다. 시간이 지남에 따라, 바람 침식은 바위를 독특한 형태로 만들고 산의 전반적인 모양 침식에 영향을 줄 수 있습니다.

 

 

결론

융기와 침식의 결합은 험준한 봉우리, 깊은 계곡, 가파른 절벽, 그리고 다른 독특한 특징을 보여주며 이로인해 다양한 산의 풍경을 형성합니다. 융기와 침식 사이의 상호 작용은 오랜 기간에 걸쳐 계속되며, 지질학적 역사를 통해 산맥을 형성하고 재구성합니다.
이 과정을 이해함으로써, 우리는 지구 표면의 역동적인 특성과 지구의 가장 인상적인 지형을 형성하는 강력한 힘을 느끼면서 산이 어떻게 진화하고 변화하는지에 대한 통찰력을 얻습니다.