연안퇴적 환경 - 해빈(Beach)

연안퇴적 환경 III-해빈(Beach)

 

지형과 분포

해빈(beach)이란? 상부 파랑한계로부터 저조선까지 분포되어 있는 미(未) 고화된 퇴적물 지역으로 정의한다. 육지 방향경계는 통상 경사 또는 구성물질의 급한 변화가 일어나는 지역, 즉, 해안사구, 암석 노두 등이며, 해양방향으로는 해빈을 지나 근해(nearshore)사이에 사퇴(bar)나 골짜기(trough)가 존재하는 곳까지이다. 연안은 판구조론과 연관시켜서 3가지로 분류한다.

 

1. 충돌연안(collision coast) : 판이 수렴하는 곳(예, 북, 남미 서부해안)
2. 견인연안(trailing edge coast) : 해안이 확장대 (spreading zone)에 접하는 곳(예, 북, 남미 동해안)
3. 연근해 연안 : 호상열도와 만나게 되는 연안(예, 아시아 동부연안)

 

해빈은 기후, 퇴적물 공급량, 빙하 등의 요인에 의해서 다소의 차이는 있으나 세계 모든 곳에 분포하고 있다.

 

해빈 폭을 포함한 해빈 발달을 좌우하는 요인으로는 내대륙붕과 연안 사이의 경사(slope), 퇴적물 공급량 그리고 조석차에 의하여 좌우된다. 예를 들어 미 텍사스 해빈은 100m 이상의 넓은 해빈이 많이 발달되어 있다. 이는 내 대륙붕과 점진적인 경사와 많은 유용한 퇴적물 그리고 낮은 조차(조차 0.5m)에 의하여 발달된 것이다.

 

반대로, 조차가 3m 이상이지만 경사도가 크면 해빈의 폭이 좁아진다(예, New drift), 해빈을 구성하는 물질 그리고 연안을 구성하는 물질과 전반적인 형태 등을 포함하는 수많은 요인에 의해서 결정된다. 전세계적으로 분포하고 있는 해빈의 방향은 육지해안선의 반사면의 방향에 따라 크게 2가지로 특징 지워진다.

 

1. 북서 방향 : 미 서부와 주변 Baja 켈리포니아
2. 남서방향 : 남미 칠레 주변

 

이런 일반적인 특징은 많은 예외가 있지만, 주로 파랑의 형태와 유효파의 방향에 따라 좌우된다.

 

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해빈단면

대부분 해빈의 지형적 형태는 일반적으로 후안(backshore), 전안(foreshore), 연근해 (nearshore)으로 3구역으로 일반화 할 수 있다. 그리고 해빈 단면의 여러 가지 지형단위의 용어는 다음과 같다.

- Berm(beach berm) : 해빈의 거의 평행한 부분 또는 후퇴하는 파랑에 의해 퇴적물이 퇴적됨으로서 형성된 후안.
- 후안(backshore) : 고조면에서부터 육지 방향 가장자리까지이며 해안사구와 절벽(cliff)까지 포함하는 지역.

- beach face : 파랑의 swash작용에 노출되어있는 berm 아래의 해빈 단면의 경사 부분.
- swash zone : 파랑의 swash와 backwash에 의해서 영향을 받는 지역.
- surf zone : 파랑이 깨진 후 파랑이 bore 같이 전이되는 구역, breaker zone 안쪽부터 swash zone까지의 지역.
- 쇄파대 (breaker zone) : 외해에서부터 유입된 파랑이 불안정하고 깨지는 연해의 지역.
- 전안(foreshore) : 조간대(고조면 저조면 사이)와 일치하는 지역

- Longshore bar : 해안선에 거의 평행한 모래사퇴. 저조 때 노출되는 지역

- 연근해 (Nearshore) : 전안에서 외해로 연결되는 곳으로, 사퇴(bar) 또는 골짜기 (trough)를 지나 대륙붕으로 연결.

 

 

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퇴적물의 기원과 특성

해빈과 연근해에 분포하고 있는 퇴적물은 입자 크기, 형태, 구성성분 등 다양하며, 지역에 따라 다양한 변화를 나타내는 조직변수와 구성성분으로 특징 지워진다.

 

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퇴적물 기원

해빈의 퇴적물 기원은 주로 육성기원과 생물기원으로 구성되어 있으며 다음 4가지로 구별되어 진다.

 

1. 육성 기원 : 하천을 통해 육상환경의 침식에 의하여 운반된 물질로 해빈의 주된 기원이다. 따라서 하천에 제방건설로 퇴적물 공급이 차단되면 주변 해빈의 변화를 초래한다.
2. 연안침식 기원 : 해빈 자체의 육지 방향 연안침식으로 주변 지형, 암석 등에 의하여 결정된다.
3. 빙하 기원 : 플라이스토세 빙하기가 지배적인 중, 고위도 지방에 대표적인 기원이다(예, 뉴욕 해안, 롱아일랜드 해안)

4. 내대륙붕 기원 : 외해로부터 재작용되어 해안으로 운반된 퇴적물로서 홀로세 해침에 따른 해수면 상승의 영향에 따라 이루어졌다. 일반적으로 수심 10m 이하에 국한된다. 이와 같은 기원의 퇴적물은 연안류에 의해 연안의 해저지형을 형성한다.

 

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조직변수

해빈 퇴적물의 조직변수 특징은 넓은 범위와 변화를 보이고 있다. 일반적으로 육상기원 퇴적물의 해빈은 분급이 좋고 구형도가 좋은 입자들로 구성되어 있다. 이들 변수는 해빈의 구성물질과 퇴적작용의 강도를 반영한다. 구성물질에 따라 사질해빈과 비사질해빈으로 구별된다.

 

 

퇴적작용

해빈의 퇴적물이 어떻게 분포, 변형, 운반되는가를 이해하기 위해서는 해빈에 영향을 미치는 여러 가지 수리학적 작용들을 고려해야 한다. 일반적으로 조석, 바람, 파랑, 해류는 해빈을 변화시키는 주된 변수들이다.

 

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조적

조석의 형태에 따라 변한다. 조석차에 따라서 3가지(대, 중, 소조차 해안)으로 분류하였다. 조석은 해빈의 지형 변화와 퇴적물 이동에 수동적인 역할을 하고, 실제로 변형시키는 것은 inlet, 하구, 조간대, 습지 등이다. 조석의 기본역할은 쇄파대 (surf zone)를 해빈 내에서 왕복운동 하는 것이다. 이런 해수면 왕복운동은 조석이 작거나 거의 없는 지역과 비교해서 지형적 변화와 퇴적물 운반율을 감소시키는 역할을 한다.

 

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바람

연근해 퇴적작용에 직, 간접적으로 중대한 역할을 한다. 바람은 평균고조 상부에 노출된 해빈에 직접적으로 영향을 미치며, 파도를 발생시켜서 해빈지형을 변형시키는 간접적인 영향을 미친다. 또한 태풍, 허리케인 등의 경로에 있는 해빈환경에 큰 영향을 미친다. 폭풍의 유무에 따라서 비폭풍상태와 폭풍상태로 구별되는데 전자는 육지와 주변 수권 사이의 온도차에 의하여 발생하는 것으로 저 풍속, 경쟁력(competence) 부족 때문에 해빈 퇴적작용에 크게 영향을 미치지 못한다. 그러나 후자의 경우 저기압의 경로로서 강한 풍속을 동반하여 해빈 후안의 상당한 변형을 유발한다. 이런 폭풍과 관련된 바람의 방향은 저기압의 이동에 따른 해안선 방향에 따라 좌우된다. 바람에 의한 퇴적구조는 지표면에 해안사구와 같은 형태로 나타난다.

 

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파랑과 해류

해빈의 퇴적작용에 의한 발달은 파랑에너지가 중요한 역할을 한다. 에너지의 강약에 따라 고 에너지 해빈과 저 에너지 해빈으로 구별한다. 해빈의 입사파는 해저인 바닥을 지나서 경사가 점점 커져서 결국은 쇄파대에서 파쇄한다. 이것은 surf zone을 거쳐 swash zone에 연결된다. 푹풍 동안에 장파는 고요한 바다의 단파보다 연안면의 깊은 곳까지 접근하는데 효과적이다. surf zone의 크기와 존재 여부는 해빈의 경사각, 조석면 (tidal phase)에 의해 좌우된다. 경사가 급한 해빈은 surf zone이 존재하지 않고 완만한 경사의 해빈에서 잘 나타난다.

 

조석작용에 의해 외해에서 해안에 평행하게 존재한다. 그러나 연안류(longshore current)와 rip current는 파랑의 작용에 의해서 (그림 9-20) 형성된다. 이들 유속은 1m/sec를 초과할 수 있고 이는 거대연흔(megaripple)을 형성하기에 충분한 유속이다. 연안류 유속은 쇄파대의 크기에 좌우되고 지역에 따라서 다양하게 변한다.