사면붕괴(함몰사태, 낙하, 미끄럼 사태) 작용에 대하여

중력사면이동은 모두 경사면에서 일어난다, 많은 종류의 사면이동이 있으나 그러한 이동은 분류할 단순한 방법은 없다. 구성물질의 성분과 조직, 혼합물에 섞여 있는 물과 광기의 양, 사면의 경사도 등 모두가 이들 사면아동의 형태와 운동속도에 영향을 준다. 사실 맑은 유수로부터 퇴적물함유 유수로, 함유수가 흐름을 유발시키는 중력사면이동으로, 함유수의 직접적인 역할이 거의 없거나 중요하지 않는 중력이동사면에까지 점이적으로 변하는 많은 흐름의 형태들이 존재한다.

이 장의 목적상 우리는 중력사면이동 과정을 두 개의 기본적인 범주로 나누게 된다: (1)갑작스런 사면붕괴(slope failure)를 보이는 과정으로서 함몰사태(slumping), 낙하(falling) 또는 미끄럼사태(sliding)에 의한 비교적 응집성이 있는 암석 또는 암설(rock debrise)체의 사면이동과, (2) 퇴적물, 물, 기체의 혼합체로 이루어진 유동적인 사면흐름의 과정이다. 쇄설입자의 유체 내 움직임이 중요한 후자인 경우에는 유체 내에서 입자들의 속도와 농도에 따라서 구별되는 이동과정이 존재한다. 또한 냉대지역과 해양저에서의 중력사면이동을 대표하는 이동작용과 퇴적물에 대해서도 검토한다. 표6.2는 중력사면이동에 대한 분류를 시도해 본 것이다.

 

사면붕괴

 

지속적인 중력의 작용은 모든 경사면과 산의 절벽을 붕괴되기 쉽도록 만든다. 사면붕괴(slope failure)가 발생했을 때에 암설들은 안정한 사면조건이 다시 만들어질 때까지는 사면 아래로 계속 운반된다. 가장 흔한 사면붕괴의 몇 가지 종류를 그림 6.1에서 볼 수 있다.

그림 6.1 함몰사태, 낙하와 미끄럼사태를 일이키는 사면붕괴의 예.

함몰사태

함몰사태(slump)는 암석 또는 표토가 위로 오목하게 휘어 있는 면을 따라 아래쪽과 바깥쪽으로 회전운동을 하는 사면붕괴의 일종이다(그림 6.1) 함몰사태는 단지 1~2m²를 덮어버리는 작은 규모에서 수백~수천 m²를 덮어버리는 대형의 복합체에 이르기까지 그 규모가 다양하다.

함몰사태는 인위적인 지면변화의 결과로서 흔히 발생한다. 이들은 건설작업으로 가파츠게 깎인 경사면 주변의 길과 고속도로를 따라 나타난다. 또한 함몰사태는 수류 또는 파도가 경사면 하부를 깎는 곳인 강둑이나 해안가에서도 흔히 발견된다. 어떤 곳에서는 함몰사태가 계절에 따라 재발하며 우기동안에 땅속으로 물이 침투하는 것과도 관련이 있다. 어떤 함몰사태는 기후변화와 관련이 되기도 한다.

낙하

등산가들에게 그들의 스포츠에 관련해 가장 위험한 것들이 무엇인지 물으면 낙석을 가장 높은 순위에 올려 놓는다. 낙하(fall)는 절벽에 결쳐 있는 지각물질과 같은 것이 갑작스런 수직운동을 말한다. 절벽이나 가파른 경사면에서 기반암체로부터 떨어져 자유낙하하는 암석낙하는 험한 산악지대에 흔하다. 이런 산악지대의 가파른 경사면 기저부에는 암석낙하에 의해 생긴 특이한 암설 퇴적체가 형성되어 있다(그림 6.1)

암석은 떨어지면서 그 속도가 증가한다. 낙하거리(h)를 알면 중력가속도를 g라 할 때 충돌시의 속도(v)를 다음과 같이 계산할 수 있다.

v=√2gh

이 공식은 주어진 크기의 암석이 높고 가파른 산에서 자유 낙하한다면 낮은 절벽에서 낙하하는 것보다 훨씬 더 높은 속도로 운동한다는 것을 의미한다.

암석낙하는 하나의 암석조각의 이동과 떨어짐을 뜻하기도 하고, 충돌에 인하여 작은 조각으로 깨질 정도의 속력을 얻을 만큼 수백 m에 이르는 거대함 암석체의 붕괴를 뜻하기도 한다. 이들 조각들은 마찰력과 경사각 감소가 이들을 멈추게 할 때까지 튀고(bounce), 구르고(roll), 미끄러지며(slide) 계속해서 흘러내린다. 산의 경사면이 붕괴될 때는 암석체 뿐만 아니라 그 위를 덮고 있는 퇴적물과 식물들까지도 함께 붕괴된다. 이러한 쇄설낙하는 암석낙하와 유사하지만 식물편을 물론 암석과 풍화된 표토의 혼합물로 구성되어 있다(그림6.1)

 

미끄럼사태

미끄럼사태는 함몰사태와 낙하처럼 암체나 퇴적물의 빠른 이동을 말한다. 사면에서의 이동은 전이적이다. 즉, 회전하지 않고 한 방향으로 단조롭게 이동을 한다는 뜻이다. 전이적 미끄럼사태(translational slide)는 단층, 편리면(변성암에서),또는 층(퇴적함이나 교호하는 암석층에서)과 같은 뚜렷하고 경사진 표면을 따라 응집력이 있는 물질 덩어리의 이동을 포함하기 때문에 이를 암괴활강(blockglide)이라고도 부른다. 암석미끄럼사태(rockslide)는 떨어진 기반암 덩어리(쇄설 미끄럼사태에 있어서는 쇄설물)가 사면 아래로 갑작스럽게 이동하는 것을 말한다. 낙하처럼 암석낙하와 쇄설 미끄럼사태(debris slide)는 가파른 경사면이 많은 고산지역에서 흔한 현상이다.

 

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