온빙하와 극빙하, 빙하와 설선, 눈의 빙하 얼음으로의 변환 등에 관하여

-온빙하와 극빙하

빙하는 크기와 형태뿐만 아니라 내부 온도에 따라 분류될 수 있다. 온도는 빙하의 움직임과 빙하가 지형을 만드는 방법을 결정하므로 분류의 중요한 기준이 된다.

온빙하의 얼음은 어떤 특정한 압력에서 얼음이 녹는 온도인 압력 융점에 도달해 있다(그림12.7A). 중-저위도 지방에 국한되어 나타나는 이런 빙하에서는 얼음과 녹은 물이 평형상태로 함께 존재한다. 연평균 기온이 어는 점 이하인 고위도 지방과 높은 고도에서는 빙하의 온도가 압력 융점 이하로 유지되며 계절적인 해빙이 일어나지 않는다. 얼음이 압력 융점 이하로 유지되는 이러한 빙하를 극빙하 라고 한다(그림12.7B)

그림12.7 온빙하와 극빙하, 온빙하와 극빙하는 내부온도 분포곡선(붉은선) A. 온빙하의 얼음은 표면으로부터 바닥까지 온도가 압력 용점에 도달해 있다. 온빙하 말단부는 표면의 용융으로 인해 이탈리아 지역의 알프스산맥에 있는 프레드바 빙하(Pre de bar Glacier)의 모습과 같이 둥그스럼한 모양을 갖는다. B. 극빙하의 얼름은 어는점 이하로 냉각되어 있으며 바닥까지 얼어있다. 이런 낮은 온도 때문에 빙하의 말단이 녹지 않으며 남극의 커먼웰쓰빙하(Commonwealth glacier)에서 보여지듯 같이 가파른 얼름절벽을 형성한다

온빙하 표면 위로 떨어지는 눈 결정의 온도가 녹는 점 이하인데 어떻게 빙하의 얼음이 압력 융점에 도달하게 되는 것일까? 해답은 기온의 계절적 변동과 물이 동결하여 얼음을 형성할 때 일어나는 현상에 있다. 기온이 녹는 점 위로 상승하는 여름에 태양열의 복사로 인해 빙하 표면의 눈과 얼음이 녹게 된다. 녹은 물은 밑으로 스며들어 어는점에 도달하게 되고 따라서 얼어 버린다. 물이 액체에서 고체로 상변화 할 때, 열을 방출한다. 이 방출된 열이 빙하 밑의 지각에서 공급되는 열과 함께 주변의 얼음을 데워 얼음의 온도를 압력 융점으로 유지 시킨다.

 

-빙하와 설선

빙하는 만년설의 하한선인 설선 위에서만 형성될 수 있다. 선선은 지역적인 기후, 특히 온도와 강수량에 민감하여, 극지방에서는 해수면 가까이에, 열대 지방에서는 6000m고도에 놓인다. 또한 습윤한 해안에서 건조한 내륙 또는 큰 섬의 안쪽으로 감에 따라 고도가 상승한다.

빙하는 설선이 지표면과 만나고 지형적 조건이 허락하는 곳이면 어느 곳에서나 형성될 수 있다. 따라서 설선의 고도가 낮은 극지방에선 빙하가 해수면 가까이에 나타나고, 뉴기니, 아프리카 동부, 그리고 안데스 산맥의 높은 봉우리들이 설선 위로 솟아 눈이 영구적으로 존재할 수 있는 지역에서는 적도 가까이에서도 빙하가 나타난다.

 

-눈의 빙하 얼음으로의 변환

빙하의 얼음은 얽혀 있는 얼음 결정들로 구성된 변성암이다. 빙하 얼음의 특징은 위에 덮인 눈과 얼음의 하중에 의한 변형에 의해 생겨난다.

쌓인 지 얼마 안 된 눈은 빈 공간(공극)이 매우 많으며 밀도는 물의 1/10도 안 된다. 눈송이의 섬세하고도 뾰족한 부분은 서서히 증발하여 사라져 버린다. 이때 생긴 수증기는 주로 눈송이의 중심부에 응결된다. 이런 방법을 통해, 연약한 눈송이는 서서히 작아지고, 더 둥글어진다.(그림12.8) 이로 인해 눈은 밑으로 내려앉고 더 단단해지며 공극의 양도 감소한다.

일 년 넘게 보존된 눈의 밀도가 점차 증가하여 공기가 더 이상 침투할 수 없게 되면 빙하 얼음이 된다. 빙하 얼은ㅁ은 일종의 암석이지만 자연계에 나타나는 어떤 암석보다도 녹는 점이 훨씬 낮으며, 밀도도 0.9g/cm3 으로 물에 뜬다.

그림 12.8 눈에서 얼름으로 : 눈송이가 오래된 눈 알갱이로 변해가는 모습. 해동과 증방이 일어남에 따라 눈송이의 섬세하고도 뽀족한 부분이 사라진다. 눈 녹은 물과 수증기가 눈 결정 중심부에 다시 응결하여 눈송이가 더 조밀해진다.

빙하 내에서의 깊이가 증가함에 따라 얼음은 또다시 변하게 된다. 그림 12.9는 러시아 지질학자들이 보스톡 기지(그림12.6)에서 동남극 대륙빙의 바닥까지 시추하여 얻어진 코어를 보여주고 있다. 강설에 의해 빙하의 두께가 증가함에 따라 압력도 증가하여, 원래 크기가 작았던 빙하 얼음의 입자들이 대륙빙의 바닥 근처에서는 지름이 1cm를 넘었다. 얼음 입자의 크기 증가는 세립질의 암석이 지각 깊은 곳으로 이동하였을 때 일어나는 현상과 유사하다. 변성암에서와 같이 광물은 오랜 기간 동안 높은 압력과 온도를 받으면 서서히 큰 입자로 성장한다.

 

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