사막의 기원, 사막기후, 표면 작용과 사막의 지형 등에 대하여

비록 사막이라는 말은 문자 그대로 버려진 사막(상대적으로 거주할 수 없는) 지역이고 거의 식물이 없는 지역이지만 현대의 인위적인 물 공급의 발달은 이 말의 의미를 사막은 사람도 살 수 있고 농업에도 적합한 지역인 것으로 바꿔놓았다. 결과적으로 사막이란 말은 육지가 "황폐화" 된 것과 상관없이 이제 연간 강수량이 250mm 이하이거나 또는 증발률이 강수율을 초과하는 육지에 적용되는 동의어로 사용된다. 어떤 사막이든지 건조함이 주된 특징이다.

 

-사막의 기원

그림 13.23 세계의 사막 : 세계의 건조 및 반건조 지역과 이들과 관련된 주된 사막. 극지방의 아주 건조한 지역은 극지방 사막으로 알려진 지역을 포함한다.

여러 종류의 사막 지대는 극지방을 제외한 세계 육지면적의 25%에 달한다. 그 밖에 작기는 하나 그래도 여전히 큰 비율을 차지하는 반건조 지역이 연강수량이 250에서 500mm인 지역이 존재한다. 건조지역은 반건조 지역과 함께 세계 지도에 특징적인 형태를 형성한다(그림 13.23).

사막 지역은 지구상에 질서 있게 분포하는 것이 아니라 지구에서의 위치 및 대기 순환과 관련되어 있다. 모두 5가지 유형의 사막이 알려졌다(표 13.2).

줌 사막의 분포를 보여주는 그림 13.23과 대기 순환의 일반 평면도인 그림 13.1을 비교해 볼 때, 하나의 관계성이 분명해진다. 가장 광범위한 사막은 위도 20°와 30° 사이의 2개의 전지구적인 건조한 하강 공기대와 관련이 있다. 예를 들면, 아프리카의 사하라와 칼라하리 사막, 사우디아라비아의 러브알칼리 사막 그리고 그레이트 오스트레일리아 사막이 있다. 이 위도에 있는 이들과 다른 아열대 사막들은 5가지의 인식된 사막 유형 중의 하나이다.

둘째 유형의 사막은 습기의 근원으로부터 멀며, 무더운 여름과 추운 겨울이 우세한 곳(대륙 형태의 기후)인 대륙의 내부에서 발견된다. 중앙아시아 대륙의 고비와 타클라마칸 사막들이 여기에 속한다.

셋째 유형의 사막은 습한 기류의 장벽이 산맥의 내리바람 쪽에 비그늘 이라고 불리는 강수량이 낮은 지대를 형성하는 산맥지역에서 발견된다. 해안에서 불어오는 바다 바람이 오르바람 쪽에서 산맥을 따라 상승하게 되면 냉각되어 바람의 습기량이 감소하게 된다. 결과적으로 대부분의 습기는 오르바람 쪽의 사면에서 강수로 잃게 된다. 산맥의 내리바람 쪽에 도달한 공기는 습기가 거의 없어서 산맥을 넘은 지역에서 건조한 기후로 나타난다. 미국 서부의 캐스케이드 산맥과 시에라 네베다 산맥은 이와 같은 장벽을 형성하고, 이들 산맥의 인접 동쪽 지역에 분포하는 사막 생성의 원인이 된다.

해안 사막은 넷째 범주를 이룬다. 그들은 차갑고 용승하는 해수가 연안으로 해수가 연안으로 부는 바다의 공기를 냉각시켜서 습기를 유지할 수 있는 능력을 감소시키고 대륙 주변부를 따라 국부적으로 발생한다. 공기가 따뜻한 육지를 만나면 그의 한정된 습기는 응결되어 연안 안개를 발생시킨다. 그럼에도 불구하고 안개 때문에 공기는 많은 강수를 만들어내기에는 너무 적은 습기를 포함하고 있어 연안 지역은 사막으로 남아있게 된다. 사실 페루와 서남아프리카에 있는 이런 유형의 연안 사막은 지구상에서 가장 건조한 지역이다.

이제까지 언급한 네 가지 유형의 사막은 모두 뜨거운 사막으로서 강수가 적고 여름 온도가 높은 곳이다. 다섯 째 범주에는 하강하는 차갑고 건조한 공기 때문에 강수량이 극심하게 낮은 극지방의 광대한 사막이다. 그러나 찬 사막은 뜨거운 사막과 한 가지 중요한 관점에서 다르다. 따뜻한 위도의 사막과 달리 극지방 사막의 표면 아래는 얼음의 형태이기는 하나 흔히 풍부한 물이 있다. 심지어 태양이 하루 24시간 지평선 위에 있는 한 여름에도 기온은 빙점이하에 머무를 수 있다. 극지방 사막은 북부 그린랜드, 북극 캐나다, 남극 대륙의 빙하가 없는 계곡에서 발견된다. 이런 사막은 온도가 영하로 남아있고 희박한 대기가 극심하게 건조한 화성 표면과 가장 가까운 지구의 예로 생각된다.

표 13.2 주된 사구 형태와 그들의 기원

사구형태                                                    기 원                                                 예

아열대(subtropical)           남부위 20~30°부근에서 하강하는          사하라(sahara), 신드(sind), 칼라하리                                    건조한 공기대에 집중                         (kalahari), 그레이트 오스트레일리아 (great australia)      대륙(continental)            습기의 근원으로부터 먼 대륙내부           고비(gobi), 다클라마칸(takla makan) 비그늘(rainshadow)        해양에서 불어보는 습윤공기를 묶어         시에라 네바다(sierra nevada), 캐스                                  두는 산맥장벽의 바람불어가는 쪽의         케이트(cascades), 안데스(andes)                                  사막 연안(coastal)                 한랭하고 용승하는 해수가 연안을            페루 연안 및 아프리카 남서부                                  향해 부는 바닷바람을 냉각 시키는                                  대륙의 주변부 극(polar)                      한랭 건조한 공기가 하강하고 아주         그린랜드 북부, 남극대륙                                  낮은 강수량이 있는 지역

 

-사막 기후

뜨거운 사막의 건조한 기후는 높은 온도, 낮은 강수량 그리고 높은 증발량에 기인한다. 세계의 기록적인 온도인 57.7℃가 북아프리카의 리비아 사막에서 측정되었다. 칠레 북부의 아타카마 사막에서는 십년 이상 측정할 만큼의 강수가 없었다. 이 뜨거운 사막에서 온도와 증발은 서로 관련되어 있다. 온도가 높으면 높을수록 증발량은 커진다. 미국 남서부의 사막 어느 지역에서 호수와 저수지로부터의 증발은 연간 강수량보다 10-20배 많다.

낮 동안의 뜨거운 사막 지역에 있는 공기는 가열되고 팽창되며 상승한다. 빠르게 상승하는 뜨거운 공기가 차지했던 자리를 메우기 위해 표면 공기가 이동함에 따라 강한 바람이 생긴다. 그러므로 건조한 것 이외에 뜨거운 사막에서는 바람이 아주 많이 분다.

 

※ 표면 작용과 사막의 지형

어떤 주된 지질학적 작용도 사막 지역에만 한정되어 있지는 않다. 그 대신 같은 작용이 습윤 지역과 건조 지역에서 서로 다른 강도로 작용한다. 우리는 이미 건조 지역의 지형을 만드는 바람의 중요성을 알아보았다. 사막에서 바람 이외의 작용과 관련된 표면 퇴적물과 지형은 습윤 지역의 퇴적물과 지형의 그것들과 어느 정도 뚜렷한 차이를 보여준다.

 

-사막에서의 풍화와 중력사면 이동

습윤 지역에서 표토는 거의 어느 곳이나 땅을 덮고 있고 그것은 화학적 풍화 산물인 점토를 대개 포함하고 있기 때문에 상대적으로 세립질이다. 표토는 주로 포행에 의해 아래로 이동하며 그것은 거의 연속적으로 식물로 덮여있다. 포행의 결과 습윤지역의 언덕 사면은 매끄럽고 곡선적이다. 대조적으로 사막 지역의 표토는 얇고 보다 덜 연속적이며 조립질이다. 비록 사막에서 약간의 화학적 풍화가 일어나기는 하나 그 세기는 낮은 토양 습기 때문에 크게 감소된다.

사면 아래로의 포행에 의해 발달된 경사각은 표토의 평균 입도에 따라 다르다. 입자가 조립질 일수록 그들을 이동시키는 데 큰 경사각을 필요로 한다. 왜냐하면 기계적 풍화에 의해 형성된 입자들은 조립질이기 때문에 사막의 경사는 습기 지역의 경사보다 일반적으로 경사가 급하고 각도가 크다.

그림 13,24 칼라하리 사막의 뷰트 남서 아프리카의 칼라히리 사막(kalahari desert)내의 기둥같은 사암 뷰트인 신의 손가락(finger of god)이 침식이 잘되는 셰일 피라미드 위에 위험하게 놓여있다. 침식은 뷰트를 사암으로 덮인 메사와 분리시켰다.

기계적으로 풍화된 암석의 파편은 가파르고 울퉁불퉁한 절벽을 만드는 절리를 따라 쪼개져 떨어져 나간다. 사막지역에서 우리가 볼 수 있는 가장 특징적인 지형 가운데 뷰트가 있다. 뷰트는 저항성이 강한 평평한 암석체로부터 깎여서 생긴 침식잔류물인데 고립된 급사면의 언덕 또는 깎아 세운 듯한 기둥을 형성한다(그림13.24). 꼭대기가 평평한 메사(꼭대기가 비교적 평탄하고 주위에 가파른 벼랑이 있는 지형)는 같은 기원인데 약간 더 넓다.

많은 사막 지역에서 최근에 쌓인 퇴적물의 밝은 색은 오래된 퇴적물의 검은 색과 대조를 이룬다. 검은 색은 오랜 노출 후 사막지역의 암석 표면이나 노두면에 형성된 얇고 검은 광택의 코팅(흔히 산화망간)인 사막 광택에 일반적으로 기인될 수 있다(그림13.25). 광택면의 망간은 사막의 먼지로부터(먼지가 지면에 가라앉아서 여름의 폭우에 의해 풍화됨) 방출되었거나 또는 암석 표면에 사는 미생물의 망간 집적 활동에 기인하는 것으로 생각된다.

그림 13.25 사막 광택면의 그림 원시 그림이 유타의 뉴스페이퍼 룩의 암석 노두 위에 진한 코팅인 사막 광택면에 새겨졌다. 산화물 코팅의 제거는 밝은 색의 풍화되지 않은 암석을 노출 시켰다.

 

 

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