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용암이 만든 절경....유네스코 세계유산 ‘자이언트 코스웨이’은 어떻게 생겨났나?

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2018년 04월 12일 18:00 프린트하기

화산 인근에선 벌집 모양으로 용암(마그마)이 굳은 주상절리대(Columnar joint)가 종종 펼쳐진다. 국내에선 화산섬인 제주도 서귀포시 중문대포해수욕장에 있는 주상절리대가 대표적이다. 하지만 전세계적으로 가장 유명한 주상절리대는 북아일랜드에 있는 ‘자이언트 코스웨이( Giant's Causeway, 거인의 돌길)’다.

 

 

북아일랜드 자이언트 코스웨이의 일부 모습d이다. -University of Liverpool
북아일랜드 자이언트 코스웨이의 일부 모습d이다. -University of Liverpool

 

제주처럼 해안가를 따라 형성된 자이언트 코스웨이는 최대 100여m 높이의 현무암질 절벽을 따라 약 4만 개의 주상절리대가 8km에 걸쳐 형성돼 있다. 주상절리대 하나만으로 유네스코 세계자연유산으로 승인된 곳은 이 곳뿐이다.

 

자이언트 코스웨이와 같은 주상절리대가 여행가나 문학가들의 마음만 사로잡았던 것은 아니다. 화산학자와 지질학자 등 많은 과학자가 주상절리대의 형성 과정을 명확히 밝히기 위해 노력하고 있다. 그럼에도 풀지 못했던 근본적 질문 중 하나는 ‘액체용융 상태의 용암이 육각형이나 오각형 등 다각형 모양의 암석으로 굳기 시작하는 온도가 몇 도냐?‘는 것이었다.

 

최근 영국 리버풀대 화산학과 이안 라발레(Yan Lavallee) 교수팀은 용암의 온도가 약 800도로 정도로 떨어지면 유체의 흐름이 변해 주상절리 모양으로 갈라지기 시작한다는 연구 결과를 12일 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표했다.

 

연구팀은 용암이 냉각돼 액체에서 고체로 변하며 균열이 생기는 과정을 관찰하는 실험을 설계했다. 그 결과 용암이 약 1000도 근처로 온도가 떨어지면 암석으로 굳어지며, 이보다 약 90에서 140도 정도 더 식으면 그 암석에 균열이 간다는 것을 확인했다.

 

 

자이언트 코스웨이를 위에서 내려다 본 모습으로 육각형 벌집모양이 뚜렸하다. 연구팀은 이 같은 모양이 약 800도로 마그마가 식으면 생기기 시작한고 분석했다. -Uni
자이언트 코스웨이를 위에서 내려다 본 모습으로 육각형 벌집모양이 뚜렸하다. 연구팀은 이 같은 모양이 약 800도로 마그마가 식으면 생기기 시작한다고 분석했다. -University of Liverpool

이를 통해 연구팀은 자이언트 코스웨이와 같은 주상절리대의 경우 약 980도에서 용암이 현무암으로 변했으며, 약 840도에서 890도 사이로 온도가 더 떨어지면 암석이 벌집 모양 등 다각형 모양이 형성되기 시작한다고 분석했다.

 

라발레 교수는 “그간 균열이 생기는 동시에 암석으로 굳어지는지 또는 굳어진 다음에 균열이 생겨 주상절리 모양이 생기는지 등이 논란이 됐다”며 “(이번 연구는) 후자의 결론을 뒷받침하는 것”이라고 말했다.

 

공동 연구자인 리버풀대 화산학과 재키 켄드릭 박사후연구원은 “(용암 온도가)약 800도 근처에서 기하학적 특징을 결정짓는 유체의 흐름이 발생하는 것”이라며 “유체 흐름을 연구하면 화산 활동으로 발생하는 지열에너지를 보다 효과적으로 이용하는 시스템을 만들 수 있을 것”이라고 말했다.

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