사구 형태 및 이동

-풍성퇴적물

비록 바람의 활동이 현재 건조 지역과 반건조 지역에 주로 제한되어 있지만 바람에 의해 운반된 퇴적물은 이들 지역뿐 만 아니라 식물로 덮인 습윤 지역에서도 발견된다. 이런 분포에 대한 설명은 일부는 변하는 기후 체계와 관련되고 일부는 바람에 날린 먼지는 흔히 기원지로부터 먼 곳에 가라앉는다는 사실과 관련되어 있다.

 

-사구

사구는 바람에 의해 퇴적된 모래의 언덕이나 돌출부이다. 비록 어떻게 사구가 초기에 형성되는가에 대해 거의 알지 못하나, 사구는 약간의 소규모적인 표면의 불규칙성이나 장애물이 바람의 흐름을 교란시키는 곳에 발달하는 것 같다. 지면으로부터 1-2m 이내의 풍속은 지표면의 아주 작은 불규칙성에 따라 변한다.

어떤 작은 장애물을 만나자마자 바람은 그 주위를 휩쓸고 지나 내리바람 쪽으로 천천히 움직이는 공기의 덩이를 남기게 된다. 이런 저속의 공기에서 바람과 함께 이동하던 모래 입자는 떨어지게 되고 언덕을 형성하기 시작한다. 언덕은 다시 공기의 흐름이 형향을 미쳐서 그것이 사구를 형성할 때까지 계속해서 자라게 할 수 있다.

 

-사구의 형태와 크기

전형적으로 고립된 모래 사구는 비대칭적이다. 사구는 오르바람 쪽으로는 평균 최대각이 12°인 완만한 경사를 갖고, 내리바람 쪽으로는 일반적으로 33-34°인 안식각으로 경사진 급경사 사면을 갖는다(그림13.14). 모래 입자는 사구의 정점에 도달하기 위해 도약 이동에 의해 오르바람 쪽 사면위로 이동한다. 대부분의 도약 이동에 의한 이동은 내리바람 쪽 사면의 길이보다 훨씬 짧기 때문에 사구의 정점을 지나는 입자들은 일반적으로 그의 정점 부근의 내리바람 쪽에 떨어진다.

입자들이 하나하나 쌓여서 된 볼록한 부분은 결국 불안정한 각에 도달하게 된다. 그러면 모래는 아래쪽으로 미끄러지고 볼록한 부분의 입자들은 내리바람 쪽 사면 아래로 흩어지게 된다. 이런 이유에서 활발한 사구의 내리바람 쪽 사면은 또한 미끄러짐 면으로 알려져 있다. 모래 입자들의 계속적인 미끄러짐은 안식각으로 미끄러짐 면을 유지하고 삼각주에서 전면층과 같은 사층리를 형성한다(그림13.14).

사구의 오르바람 쪽 사면의 각도는 풍속과 입자의 크기에 따라 변하나 항상 미끄러짐의 면의 겅사보다 훨씬 작다. 이와 같은 비대칭 형태는 사굴 형성하는 바람의 방향을 지시하는 수단으로 사용된다. 왜냐하면 미끄러짐 면을 나타내는 사구내에 있는 사층리는 각각의 층이 퇴적될 때에 내리바람쪽을 향한 방향으로 경사가 진다. 여러 사구는 30-100m 높이까지 커지게 되며 중국의 서부 알라샨 평원의 일부 사막의 거대 사구는 500m 이상의 높이에 달한다(그림13.15).

어느 사구가 커질 수 있는 높이는 아마도 지표 위에서 증가하는 최대 풍속에 의해서 결정된다. 어느 높이에서 바람은 풍속이 충분히 커서 도약 이동에 의해 오르바람 쪽의 사면을 따라 모래 입자가 빠르게 이동함에 따라 모래입자를 사구의 정점 이상으로 부유시킬 수 있다. 따라서 사구는 모래가 정점에 공급되는 속도가 바람의 의해 제거되는 속도를 능가하게 될 때만이 위로 커질 수 있다.

그림 13.14 사구의 단면 전형적으로 완만한 오르바람 쪽과 급한 미끄러짐면을 보이는 초승달 사구의 단면. 얇은 정상층이 이전의 미끄러짐면을 나타내는 사층리쌍 위에 놓여있다. 오르바람 쪽 사면 위를 도약 이동하는 모래입자들은 그들이 아래로 쏟아져 안식각으로 경사지면 전면층을 생성하기 전에 그들이 퇴적되는 미끄러짐면 위에 떨어진다.

그림 13.15 거대사구 중국 서부 알라샨 평원의 거대한 사구가 사막 평원 위에 수백 m 높이로 두 사람의 기수 위에 있다.

 

-사구의 형태

5가지의 서로 다른 사구 형태가 표 13.1에 제시되었다. 사구의 형태는 이용 가능한 모래의 양, 풍향의 변화성 그리고 식물의 양에 의해서 조절된다. 모래가 제한되고 습기의 부족이 식물의 성장을 제한하는 곳에서 한 방향에서 부는 강한 바람은 고립된 바르한을 만들 수 있다. 내리바람 쪽으로 뾰족한 꼭지점이 있는 바르한은 가장 잘 연구된 사구 형태이다. 바르한은 형태의 큰 변화가 없이 긴 거리를 이동할 수 있다.

모래의 공급이 많은 곳에서는 각각의 바르한은 합쳐져서 가장 강한 바람 방향과 직각인 방향으로 배열된 구불구불한 형태를 갖는 횡사구를 형성한다. 길쭉하고 비교적 직선적이며 보다 규칙적으로 배열된 그룹으로 산출되는 선사구는 모래의 공급이 제한되고 바람의 방향이 변하는(흔히 양방향) 곳에서 형성된다. 모든 방향에서 불어오는 바람은 구불구불한 방사상의 팔을 갖는 하나의 커다란 피라미드 형태의 별사구를 만들게 할 수 있다.

그들은 평균 50-150m의 높이이나 300m 이상의 높이를 갖는 별사구도 알려져 있다. 포물선 사구는 U자나 V자 형태이며, 일반적으로 식물이 자라고 오르바람 쪽으로 길게 뻗은 3개의 팔이 있다. 이 사구는 연안 사고 지역에 흔한데, 대양으로부터 비교적 일정한 바람이 불어 식물을 성장하게 하는 습윤 현상을 형성한다. 포물선 사구는 식물이 국부적으로 교란된 데서 대규모의 모래의 집적이 일어나는 풍반작용이 있는 곳에 발달하고, 그들 포물선 사구는 여러 개의 정점과 미끄러짐면을 발달시키기도 한다.

-사구의 이동

활발한 사구의 오르바람 쪽 사면에서 내리바람 쪽 사면으로의 모래의 이동은 전체 사구를 서서히 내리바람 쪽으로 이동시킨다. 바르한의 측정은 사구의 이동률이 25m/년임을 보여준다. 특히 모래 연안을 따라서 그리고 사막오아시스를 가로질러서 일어나는 사구의 이동은 집과 농장을 매몰시키고(그림13.16) 운하를 메우며, 심지어 도시의 존재를 위협하는 것으로 알려져 있다.

그런 곳에서 모래의 접근은 사막의 매우 건조한 모래 토양에서 살아남을 수 있는 식물을 심으면 가장 효과적으로 대처할 수 있다. 계속적인 식물의 분포는 풍반 작용을 막는 것과 같이 사막의 이동도 막는다. 만일 바람이 식물 분포지역을 가로질러 모래 입자를 움직이게 할 수 없다면 사구는 이동될 수 없다.

그림 13.16 바르한의 야외 분포 현장 모래사구가 이집트의 다나킬 저지대 관계농장을 지나 오른쪽에서 왼쪽으로 전진한다.

 

 

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