한대기후와 수중에서 중력사면이동

한대기후에서의 중력사면이동

중력사명이동은 평균기온이 매우 낮은 고위도 지방과 고지대에서 특히 활발하다. 이러한 곳은 대부분이 영구동토로 덮여 있어 동결작용이 중요한 지질학적 과정으로 작용하는 지역이다. 물이 얼 때 그 부피는 증가한다. 물로 포화된 표토에서 생성된 얼음은 땅 표면을 들어 올리며 이것은 동결융기작용(frost heaving)이라 부른다. 동결융기작용은 한 대기후에서 퇴적물의 포행에 커다란 영향을 미친다. 표면이 동결될 때 지표층은 기본적으로 사면에 직각으로 들어 올려진다. 지표면이 녹을 때 각각의 입자들은 수직으로 하강하여 중력에 의해 아래쪽으로 밀린다. 입자들이 상승과 하강운동의 연속적 과정을 거치는 동안 반복적 동결-해동과정의 결과는 느리지만 점진적인 하향 포행으로 나타난다.

영구 동결 지대인 한대지역에서는 여름에 아주 얇은 표층이 녹고 겨울에 다시 동결된다. 여름동안 얇은 표층이 녹고 겨울에 다시 동결한다. 여름동안에 해동된 층은 녹은 물로 포화되어 매우 불안정하게 되며, 특히 언덕사면에서는 더욱 불안정하게 된다, 중력이 높은 퇴적물을 하류사면으로 천천히 끌어내리기 때문에 특징적인 로브나 판상의 쇄설체가 생긴다. 온대와 적도기후에서 발생하는 토석류와 유사한 이러한 과정을 겔류(gelifluction)라 한다. 비록 그 이동률이 10cm/년 이하로 매우 낮지만 겔륜느 고위도 지역에서 광범위하게 나타나므로 주요 퇴적운반 매개체로 작용한다. 예를 들어 북극의 알래스카와 캐나다의 사면들은 흔히 겔화된 표토의 로브나 중첩된 판모양의 층에 의해 덮혀 있다.

춥고, 상대적으로 건조한 산악지역의 또 다른 특징적 양상인 암빙하는 빙하의 운동과 유사하게 하류사면으로 천천히 이동하는 얼음으로 교결되어진 혀 모양 또는 돌출부처럼 생긴 암석쇄설체이다(그림 6.12). 암빙하는 일반적으로 암설의 기원지가 되는 가파른 사면 밑으로 발생된다. 활발한 암빙하는 두께가 50m 또는 그 이상에 달하며, 약 5m/년에 달하는 속도로 이동한다. 암빙하는 특히 스위스 알프스, 아르헨티나의 안데스, 록키산맥과 같은 높은 산악 내측에서 흔하다.

그림 6.12 남부 알레스카의 랑겔 산에서 가파른 절벽으로부터 공급된 각진 암석쇄설물들의 혼합체인 암빙하로서 천천히 사면 아래로 움직이고 있다.

 

수중 중력사면이동

지구과학자들이 석유개발을 위하여 조사지역을 외해지역에까지 확장했을 때 해저면에서 중력사면이동은 극히 흔한 것이며 퇴적물 이동의 광범위한 수간이라는 것을 알게 되었다, 중력사면이동은 또한 호수에서도 보고되었다, 육지에서와 마찬가지로 물속에서도 사면이 존재하는 곳이면 어디든지 중력에 의해 암석과 퇴적물을 이동시키는 중력사면이동이 일어날 수 있다.

다양한 현대장비를 사용한 북아메리카 동부의 외해사면에 대한 정말연구는 광범위한 해저면이 하저 함몰사태, 미끄럼사태, 퇴적물류에 의해 변형되었음을 보여주었다. 몇몇 큰 미끄럼사태의 복합체는 40,000km² 이상의 지역을 덮었고, 5,400m 정도의 깊이에까지 다다랐다. 수중 사면붕괴는 수중 퇴적물류의 일종인 저탁류(turbidity current)를 발생시킨다. 이 저탁류는 해저협곡을 통해 아래쪽으로 흘러 대륙붕 바깥의 해저에 퇴적층을 형성한다. 이러한 퇴적물류는 수중 통신케이블에 막대한 피해를 주는 것으로 알려져 있다.

주요 해양 삼각주에서는 사면붕괴에 의해 형성된 해저 표면형태와 퇴적물이 흔하다. 이런 수중환경에서의 붕괴는 경사가 1°보다 더 작은 곳에서도 발생 할 수 있다. 일반적으로 사면붕괴는 뚜렷한 3종류의 지역을 갖는다: 침강과 함몰이 일어나는 기원지; 퇴적물이 이동되는 중앙 수로지역; 퇴적물이 퇴적되는 지역으로써 종종 쇄설의 로브가 겹쳐진 형태를 보이는 곳이다. 이런 여러 가지 특징들은 세계의 삼각주중 가장 연구가 잘된 미시시피강 삼각주의 수중사면에서 잘 나타난다(그림 6.13). 이곳에서는 지역에 따라 지난 100년 동안 퇴적물류에 의해 퇴적물이 30m 이상 퇴적되어 있다.

그림 6.13 미시시피 삼각주의 해저면상에서 중력사면이동의 특징을 보여주는 그림.

 

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