싱크홀과 형성

싱크홀

동굴에 비해 싱크홀(sinkhole)은 하늘로 연결된 큰 용해 공동이다. 일부 싱크홀은 지붕이 붕괴된 동굴이며 이런 싱크홀은 붕괴 싱크홀 또는 용해 싱크홀이라고 한다. 다른 싱크홀들은 빗물이 이산화 탄소와 반응하여 용매로서 아주 효율적으로 되는 곳의 지표에서 형성된다.

일부 싱크홀은 깔대기 모양이며 다른 것들은 높고 수직적인 옆면을 갖는다. 멕시코의 유카탄 반도의 싱크홀은 시노테(cenotes)라고 불리는데, 절벽을 이루고 있고 그들의 바닥은 지하수면 아래에 높여있기 EOans에 물을 포함하고 있다 (그림 7.4) 시노테는 고대 마야인들에게 물의 근원이었고 상당한 인구를 유지할수 있게 하였다. 폐허로 된 치첸이차에 있는 커다란 시노테는 비의 신에 바쳐졌다. 대부분이 어린이들인 40명 이상의 인간 희생양의 유해가 비취, 금, 구리 제물과 함께 시노테로부터 발굴되었다.

그림 7.4 멕시코의 유카탄 반도에 있는 마야의 유적도시 치첸 이차에 있는 성스러운 우물. 평평한 석회암에서 형성된 이 시노테(cenote,석회암 천연우물)는 수세기 전 수장된 사람과 함께 버려진 고고학적 보물들을 포함하고 있다.

 

싱크홀의 형성

플로리다 같은 곳처럼 많은 탄산염 지대에서 새로운 싱크홀은 항상 형성 된다. 약 25km2밖에 되지 않은 지역에 최근 수년 동안 1000번 이상의 붕괴가 일어났다. 이런 경우 가뭄과 지나친 우물물의 양수로 인한 지하수면의 하강은 동굴 지붕의 광범위한 붕괴를 초래하였다.

일부 싱크홀은 돌발적으로 형성 된다. 이런 돌발적인 사건의 예가 미국 앨라배마 주의 한 시골에서 일어 났는데, 한 주민이 자기 집에 흔든 굉음에 의해 어떻게 놀랐는가를 기술했다. 그는 그때 분명하게 나무가 넘어져서 부서지는 소리를 들었다. 얼마 지나지 않아 곧 바로 인근 숲속을 지나가던 사냥꾼은 깊이 50m, 길이140m, 넓이 115m의 싱크홀을 발견 하였다. 이 장의 시작 부분에서 기술한 플로리다의 원터팍의 싱크홀은 지하수의 탄산염암에 있는 이전의 공동속으로 표면에 있는 물질이 붕괴 되어 형성 되었다.

이 경우 공동은 뻥뚤린 굴뚝같은 통로인 수직동굴(aven)에 의해 지표부근의 암석 및 미고결 물질과 연결되어 있다 (그림 7.5) 싱크홀의 형성은 기반암의 지붕 전체가 지하 공동 속으로 갑자기 무너져서 생기는 스토핑(stopping)이나 또는 미고결물질이 서서히 아래 수직 동굴로 이동하여 생긴다.

서서히 이동하여 무너지는 작용을 래벌링(raveling)이라고 하는데, 궁극적으로 지붕 물질이 지지되지 못하게 되고 지표의 균열이 생겨서 지붕이 결국에는 무너지게 되고 (그림 7.5) 수직동굴이 퇴적물과 파편으로 채워지게 된다. 이런 종류의 작용이 원터팍 싱크홀의 형성을 초래한 것으로 생각된다. 이 지역에서 가뭄으로 인한 지하수면의 하강이 퇴적물의 래벌링에 기여한 것으로 보인다. 수직 갱도에 의해 만들어진 수로를 따라 아래로 이동하는 지하수가 퇴적물을 운반하였고 아래로의 퇴적물 이동을 촉진시켰다.

고체 물질의 제거 및 과안과 관련된 붕괴

카르스트지역의 싱크홀은 탄산염암이 용해됨에 따라 자연적으로 발달한다. 그러나 앞에서 지적한 바와 같이 다른 유형의 암석도 용해에 취약하며, 또한 고체 물질의 제거가 지하에 공동을 형성하여 지반 침하를 가져 올 수 있다.

그림7.5 지하의 탄산염에 이전부터 있었던 동굴 속으로 지표의 물질들이 붕괴되어 미국 플로리다주 원터 팍의 싱크홀의 형성. A.지하 공동은 지표 부근의 암석 까지 연결 되어 있었고 굴뚝과 같은 통로인 수직 동굴의 상부는 미고결 퇴적물로 덮여 있었다. B. 싱크홀의 형성은 래벌링, 즉 미고결 퇴적물이 점진적으로 수직동굴 속으로 떨어지는 작용에 의해 일어난다. 이런 작용은 결국에는 공동의 지붕을 형성 하는 물질을 지지하지 못하게 되고, 표면에 틈이 발달하여 무너지고 수직 통로가 퇴적물과 암편으로 메워지게 된다.

 

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