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[지구는 살아있다] 왜 설악산 돌은 밝은색이고, 제주도 돌은 어두운색일까

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[지구는 살아있다] 왜 설악산 돌은 밝은색이고, 제주도 돌은 어두운색일까

2021.03.27 11:00
울산 바위의 전경. 밝은색의 거대한 화강암 바윗덩어리가 병품처럼 늘어서 있다. 우경식 제공

설악산 울산바위를 이루는 돌은 화강암

 

강원도 설악산에 있는 울산바위는 왜 이름이 먼 남쪽 동네인 ‘울산’에서 이름을 따왔을까. 속초지역에는 조물주가 금강산에서 바위 경연대회를 열었는데 울산에서 출발해 금강산으로 향하던 바위가 설악산에서 잠시 쉬다가 그대로 굳어버렸다는 전설이 내려온다.


울산바위는 해발 약 780m에 총 6개의 돌 봉우리가 한 줄로 이어져 있어 멋진 풍경을 만드는 설악산의 대표 바위다. 정상에서는 동해가 한눈에 내려다 보인다.


울산바위는 ‘화강암’으로 이루어져 있다. 화강암은 밝은색의 암석이다. 암석을 이루는 광물의 알갱이가 커서 우윳빛 배경에 검은색 광물 입자가 점점이 박힌 모습을 볼 수 있다. 화강암은 설악산은 물론 서울의 북한산, 대구의 팔공산, 부산의 금정산까지 많은 산에서 발견된다.

 

우경식 교수가 설악산의 화강암ㅇ이 드러난 부분을 가리키고 있다. 우경식 제공
우경식 교수가 설악산의 화강암이 드러난 부분을 가리키고 있다. 우경식 제공

하지만 제주도에 가면 검은색의 바위가 많이 보인다. 현무암은 화강암과 달리 광물 입자도 작아 눈에 보이지 않고, 돌에 작은 구멍이 뚫려 있다.

 

화강암과 현무암은 모두 마그마가 굳어져 만들어지는 ‘화성암’이다. 지구가 만들어질 때 철을 포함한 무거운 물질은 지구 내부 깊숙이 가라앉아 핵과 맨틀을 이루고, 가벼운 물질은 표면에 떠올라 굳으면서 딱딱한 지각이 된다.


화성암의 재료가 되는 마그마는 지각과 맨틀에서 만들어진다. 맨틀의 윗부분은 부분적으로 녹은 마그마 상태다. 혹은 해양지각이 맨틀로 가라앉을 때 생기는 열과 압력으로 지각이 녹아 마그마가 되기도 한다. 이들이 지각 가까이 올라와 식으면서 굳어 화성암이 되는 것이다.

 

화성암, 만들어지는 곳에 따라 성질도 달라

 

(왼쪽부터 시계방향으로) 반려암, 유문암, 현무암, 화강암

똑같이 마그마가 식어서 만들어진 화성암이지만, 화강암과 현무암은 다르게 보인다. 이유는 마그마의 성분과 암석이 만들어진 장소가 다르기 때문이다. 


우선 마그마가 만들어진 장소에 따라 화성암의 성분이 달라진다. 깊은 맨틀에서 온 마그마는 무거운 원소인 철이 많이 들어 있다. 철 성분이 많은 마그마가 굳으면 어두운색 암석이 된다. 반대로 지각이 녹아 만들어진 마그마에는 규소 성분이 더 많은데, 규소가 많이 함유된 암석은 화강암처럼 밝은색을 띤다.

 

화강암과 현무암의 광물 입자 크기는 왜 차이가 나는 걸까. 광물 입자의 크기는 마그마가 식는 속도에 따라 달라진다. 액체 상태로 녹아있던 마그마는 식으면서 천천히 고체 상태의 결정으로 변한다. 이때 마그마가 천천히 식을수록 광물 결정은 크게 자란다.


화강암은 땅속 깊은 곳에서 천천히 식으면서 만들어진다. 그래서 광물 결정이 크게 자라 굵은 입자가 잘 보인다. 반대로 현무암은 한라산이 폭발하면서 흘러나온 마그마가 지표에서 용암으로 흐르다 급격히 식어 만들어진다. 그래서 광물 결정이 충분히 자라지 못해 우리 눈에 보이지 않는다.

 

암석의 종류가 설악산과 제주도의 지형을 만든다

 

제주도의 다양한 현무암 지형. 제주도 대포동의 주상절리
제주도의 다양한 현무암 지형 중 하나인 대포동의 주상절리. 우경식 제공

화강암과 현무암의 차이는 우리가 볼 수 있는 풍경도 바꿔버린다. 멀리서 본 울산바위는 표면이 둥글둥글한 돔 모양으로 생겼다. 깊은 땅속에서 만들어진 화강암이 바깥부터 부서지기 때문이다.

 

땅속 깊은 곳에서 높은 압력을 받아 만들어진 화강암이 융기 활동으로 지표면으로 올라오면, 암석에 금이 가기 시작한다. 바깥에서 화강암을 누르던 압력이 사라지면서 암석의 약한 부분에 틈이 생기는 것이다.

 

비양도의 화산탄. 화산이 폭발하면서 튀어나온 돌덩이다. 우경식 제공
비양도의 화산탄. 화산이 폭발하면서 튀어나온 돌덩이다. 우경식 제공

지질학자들은 이렇게 암석에 난 틈을 ‘절리’라고 부른다. 화강암의 절리는 마치 양파껍질처럼 바깥부터 겹겹으로 벗겨진다. 그래서 화강암 절벽은 오랜 시간이 지나면 울산바위처럼 돔 형태의 둥글둥글한 모습으로 바뀐다. 


제주도 현무암에는 화산 활동의 흔적이 남아 있다. 용암이 흐른 자국인 ‘새끼줄구조’와 용암이 식으면서 육각형 모양으로 갈라진 ‘주상절리’가 그 예다. 화산이 폭발하면서 날아간 ‘화산탄’도 흔히 볼 수 있다.

 

만장굴 바닥의 새끼줄 용암. 흐르던 용암이 밀려서 굳은 흔적이다. 우경식 제공
만장굴 바닥의 새끼줄 용암. 흐르던 용암이 밀려서 굳은 흔적이다. 우경식 제공

※필자소개.

우경식. 강원대 지질지구물리학부 지질학 교수. 해양지질학을 공부하고 1986년부터 강원대 지질학과에서 교수로 재직하고 있다. 국제동굴연맹 회장을 역임했으며, IUCN 세계자연유산 심사위원으로 세계의 지질유산을 심사하고 있다.

 

※관련기사

어린이과학동아 3월 15일 발행,  [파고캐고 지질학자] 왜? 설악산돌은 밝은색이고, 제주도 돌은 어두운색인고?

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