공급수단에 따른 분류와 퇴적물의 분포

공급수단에 따른 분류

하천으로부터 유입(river input)

육상의 하천은 부하(load) 또는 용융상태(dissolution)의 퇴적물의 주 공급원이다. 연안 지역에서 조갑지 그리고 유기터 대륙붕에 운반되어 퇴적되는 퇴적물을 공급하는 공급원이다. 해양에 유입되는 많은 하천 운반물의 용융 또는 다른 상태로 침전되는 것 중에 탄산염 (carbonates : CaCO3)과 규산염 (silicates : SiO2 nH2O)이 대표적이다.

 

심해저의 퇴적율은 1~20mm/1,000yrs이고, 대륙사면에서는 100mm/1,000yrs에 이른다. 전 해양의 평균치는 대략 15mm/1,000yrs이다. 이 퇴적물이 육지에서 기원된다면 육지는 침식속도가 30mm/1,000yrs이 되어야 한다(해양은 육지표면의 2배 이상이기 때문). 최근 북 아메리카 지역의 침식율이 65mm/1,000yrs에 이른다는 자료가 나와 있다. 일반적으로 기계적 풍화작용(mechanical weathering)은 고위도(high latitude)에서 우세하고 화학적 풍화작용(chemical weathering)은 강우와 고온인 적도지방에서 우세하다.

 

빙하에 의한 유입(glacier input)

고위도 해양에서는 빙하에 의한 퇴적물 유입이 중요시된다. 연안에 운반된 빙하 퇴적물(moraines)과 대륙붕에 나타난 퇴적물이 존재하는데, 그 양이 중요한 것이 아니라 고기후(paleoclimate)를 재현하는데 중요한 역할을 한다. 지구상의 마지막 빙하기라 일컫는 제 4기말의 빙하작용에 따른 빙하 퇴적물의 분포는 퇴적환경의 변화와 해수면 변동(sea level fluctuation)의 상대적인 역할을 이해하는 좌표가 된다. 해저퇴적물 중에 약 20% 퇴적물이 빙하에 의해 운반된 퇴적물이라 추정된다.

 

바람에 의한 유입(input from wind)

빙하에 의한 조립질 퇴적물과는 달리 바람에 의한 것은 세립한(fine) 퇴적물이다. 대서양의 Dark Sea"는 사하라사막에서 바람에 의해 운반된 먼지(dust)들이 이동되어진다. 1800년대, 찰스 다윈은 먼지가 해저퇴적물을 형성하고 해양으로 날려온 큰 입자의 먼지가 먼저 쌓이게 되어 점점 먼지의 입자는 세립화 된다고 하였다. 사하라사막의 예를 들면 1901년 먼지 폭풍(dust storm)은 평균 0.012mm이르며, Hamburg에서 0.006mm의 먼지가 조사지가 측정되었다. 이 먼지는 눈으로 덮여 있는 지역(snow field)과 빙하 코어(ice core)의 년 중 층리 (annual layer)에서 잘 측정된다(예 : Greenland와 남극에서 0.1 –1mm/1000yrs). 아직 잘 알려지지 않았지만 심해 적점토(deep-sea red clay)가 바람에 의해 유입된 것으로 추정된다. 한반도 주변에서는 중국의 황사현상에 의한 퇴적물이 서해안 연안에 퇴적되는 흔적이 보인다.

 

화산에 의한 유입(volcanic input)

활동성 해양 연안부(active ocean margin)와 관련된 지역은 관심의 대상이다. 심해점토(deep-sea clay)는 천만년 이전, 빙하작용 및 산맥형성 이전 시기의 환경이 다르다는 것을 제시해 준다. 태평양의 해양성 점토(marine clay)는 화산재(volcanic ash)의 분해(decomposition)에 의해서 형성되었고 육상 화산물질 역시 침식되어 공급되었다(육성기원), 지질학적으로 화산은 단기간에 플래시(flash) 같은 분출로 이루어지기 때문에 화산재 층(ash layer)은 지역적인 층서(regional stratigraphy)를 규명하는데 사용된다. 이와 같은 방법으로 시대를 연구하는 학문을 공화산연대학(tephrachronology)이라 한다. 화산활동 역시 가스(gas)와 열 용해(hydrothermal solution) 물질을 해양에 급하여 해양과 대기의 진화에 대한 흔적으로 현재 중요한 연구과제가 되고 있다.

 

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퇴적물의 분포

대륙연변부의 퇴적물

해저퇴적물은 그 위치에 따라서 매우 다양하게 분포하고 있다. 대륙연변부에서는 심해저분지 보다 퇴적물의 성분, 특성, 양에서 많은 차이를 보인다. 또한 해저퇴적물의 분포와 총량 그리고 두께는 지역에 따라서 달리 나타난다. 전체퇴적물 중 72%가 대륙사면, 대륙대에 퇴적되어 있다.

육성 기원퇴적물이 주로 육지에서 침식되고 운반되어 해저에 퇴적되고 해류에 의해서 분배가 이루어지며 해안에 가까울수록 입자가 큰 퇴적물이 퇴적되는 반면에 파랑은 실트나 점토크기의 비교적 작은 크기의 퇴적물을 외해 깊은 바다로 운반한다. 대륙붕의 퇴적물은 앞장에서도 언급한 바와 같이 해수면의 변동에 따라서 많은 변화가 생긴다. 해수면이 낮을 때 해안선이 붕단(shelf edge)으로 이동되어 보다 조립한 퇴적물을 형성한다. 또한 빙하퇴적물로 분급도가 나쁜 퇴적물이 발견된다. 그 지방에서의 빙하와 빙판들은 iceberg를 생성한다. 이들은 모든 입도의 퇴적물을 운반하며 그것이 녹을 때에 암설, 자갈, 모래, 실트 등 퇴적물 혼합체를 고위도 대륙연변부나 심해저에 분배한다. 저탁류(turbidity current)는 조립질 입자를 연안에서 운반시켜 심해저에 퇴적시켜서 질서 정연한 퇴적물 분급을 방해하게된다.

 

퇴적율은 다양하지만 전반적으로 심해저 보다는 높은 퇴적율을 보이고 있다. 특히 큰 하천 입구에서는 퇴적율이 1m/1,000yrs이고 미국 동부해안은 하구로 형성되어 많은 퇴적물이 퇴적된다. 북미 동부 대륙붕은 해수면이 낮을 때에 빙하기 동안 퇴적된 퇴적물로 덮여있다. 육성기원 퇴적물과 더불어 생물기원 퇴적물도 포함하고 있다. 연안에서는 생산력이 높고 저서생물도 많이 서식하여 퇴적물의 공급원의 역할을 한다. 일단 퇴적된 퇴적물은 퇴적물의 하중에 의하여 고화 (lithification)가 되면서 압력에 의한 cementation에 의하여 퇴적암으로 변하게된다. 이처럼 고화된 암석이 지체 구조적 운동에 의하여 지상으로 올라오면 산맥이나 평원을 형성하게된다. 실례로, 세계에서 가장 높은 에베레스트 정상에서 천해생물의 잔해에 의해서 형성된 석회석 (limestone)이 발견된다. 또한 코로라도 평원의 많은 퇴적층은 5억 7천만년 전 천해 대륙붕에서 퇴적되고 고화 되어 형성된 퇴적층으로 구성되어 있다. 그랜드캐년은 대륙붕 퇴적물의 전형적인 표본이다.