대륙사면과 대륙대의 퇴적 환경

대륙사면과 대륙대의 퇴적 환경

 

지형과 형태

이 지역에서의 대표적인 지형은 해저협곡(submarine canyon)과 심해 선상지(submaine fan)이다. 또한 선상지에는 선상지계곡(fan valley)이 발달하고 있다. 여기서 해저협곡과 선상지 계곡과의 경계를 결정하는데 주요점은 경사의 갑작스러운 변화와 선상지계곡에서 제방(levee)의 존재여부로 결정된다.

육지에서는 빠른 하천의 흐름에 의하여 절단된 협곡(canyon)이 연안을 지나서 삼각주같은 지형을 만들고 대륙붕에도 이른다. 반면에 해저협곡(submarine canyon)도 많은 해양지질학자들에 의하여 육상의 협곡처럼 경사가 비교적 큰 대륙사면에 광범위하게 분포하고 있음을 발견하였다. 이들은 저탁류(turbidity current) 같은 작용에 의하여 형성되며 육지의 협곡과 유사함을 보인다(그림 10-8) 해저계곡은 좁고 양면의 경사가 큰 “gorge" 라 하는데 육지에 가까운 부분을 해저협곡이라 하고 해양쪽으로 비교적 경사가 완만한 곳에 형성된 심해 선상지에서 계곡을 형성한다. 이들은 공통적으로 육상의 협곡과 유사함을 나타낸다.

퇴적학적으로 대륙사면은 비교적 두꺼운 퇴적층으로 구성되어 있다. 육지에서 멀리 운반된 퇴적물과 생물성 기원의 해양생물의 침전물로 복합된 퇴적물이다. 지역에 따라서는 경사도가 커서 퇴적된 후 퇴적물이 고화하기 위한 충분한 시간을 갖기 이전에 산사태(land slides)가 형성된다. 특히 지진(earthquakes) 같은 요소가 이를 좌우하는 주요 요인이 된다. 이와 같은 예는 Metor 탐사(1925~1927)에서 북서아프리카 DaKar 외해에서 발견되었다. "Continuous seismic profiling"이라 불리우는 음파수심 측량에 의하여 얻어진 결과이다. 여기서 퇴적층(sediment layer)들은 침식과 퇴적이 반복적으로 이루어짐을 보인다. 침식 (erosion)은 사태(slides)와 강한 저층 해류(strong deep current)에 의해 경사면에 평행하게 형성될 수 있다. 이 해류는 정상적인 contour current와 높은 퇴적물의 농도를 가진 저탁류(turbidity current)이다. 대륙대의 퇴적물의 대부분은 붕단 근처에서 시작된 산사태와 저탁류(turbidity current)에 의해서 순서적으로 재배치(redistribution)된 퇴적물로 이루어졌을 것으로 추정된다.

 

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해저협곡의 특성

일반적인 특징으로 협곡은 양면이 경사가 크다는 것이다. 예를 들어 Shephard(1934)의 Scripps Canyon 탐사시에 한 지점에서 수심 61m 한 것이 단지 3m 이동하여 측정한 수심이 137m를 나타내는 수직적인 단면을 발견하였다.

 

양쪽 절벽 부분에는 빙하에 의하여 평탄화 또는 결(striat)이 형성됨을 나타내고 암석에는 해양 생물들로 덮여있다. 다른 하나의 특성으로는 해수면하의 폭포(waterfall)가 있는 것처럼 보인다.

해저협곡바닥에서 해류를 측정한 결과에 의하면 비교적 약한 해류(1.6km/hour)가 보이나 수시로 강한 해류가 storm 기간 동안에 생기며 해저에 침식의 흔적을 뚜렷하게 보인다(Shepard et al., 1974), 다른 과학자들의 잠수 탐사기간에 해저에 이 같은 물리적 풍화작용의 흔적을 발견하였다. 또한 양면의 점토나 세일로 구성된 곳에는 육상에서 동물들의 천공(burrowing)과 유사함을 보인다. 이로 인해 이들 지층 의 붕괴가 자주 관찰된다. 다른 흐름의 흔적으로는 연흔 흔적이 수심 3,2km 에서도 발견되었다. 이런 현상에 의하여 다음과 같은 의문이 제기될 수 있다.

 

그러면 이러한 협곡은 해저 어디까지 확장되어 있는가?
약간 절단된 선상지 계곡이 연장되고 실제로 좁고 경사면이 큰 벽을 가진 협곡은 수심 3050m 에서도 발견되었다.

 

- 다른 질문으로 해저협곡의 벽은 얼마나 높을까?
육지에서 대표적인 미국 콜로라도 주의 Grand Canyon은 약 1670m 이고 Great Bahama 해저협곡은 40km 의 폭에 약 4400m 의 깊이를 나타낸다. 이는 세계에서 가장 깊은 해저협곡이다.

 

- 해저 협곡의 길이는 얼마나 되는가?
대부분은 수 mile 에 그치나 Bering Canyon은 442km 에 이르고 다른 예로는 외부 선상지 계곡(fan valley)을 포함하면 Congo Canyon이 940km을 나타낸다. 반면에 육상에서는 1600km 에 이른 육상 협곡이 존재한다.

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육해 협곡의 상관관계 

이런 협곡들이 육지와 해저협곡들 사이에 어떤 상관관계를 갖는가?

첫째, 육해 협곡의 긴밀한 연결성을 나타내는 Congo Canyon 처럼 하구와 연결된다.

코르시카 서해안을 따라서 해저협곡의 집단이 만(embayment)를 지나서 육상계곡과 연결된다. 연안 근처에서 협곡 머리 부분이 시작되는 협곡은 80% 이상 상관관계를 갖는다(Shepard and Dill, 1966). 대부분이 큰 하천 외부의 삼각주 가장자리의 협곡을 말한다

 

둘째, 현재는 관련이 없으나 과거에는 연관이 있었던 상관관계이다.
미 캘리포니아 서부에서 가장 큰 Monterey Canyon은 Moss Landing 이라는 곳에는 육상 계곡은 없으나 주변해안에 플라이tm토세 동안에 계곡의 입구가 존재했다. Starke and Howard(1968)에 의하면 쥬라기 동안에 이 지역에 협곡이 존재하였으나 많은 퇴적물이 퇴적되어 채워짐으로 사라졌다 하였다.

 

셋째, 과거 , 현재의 어느 것과 관계가 없다.

남부 켈리포니아 외해 Tanner Bank에서 시작되고 Sante Cruz Canyon은 두 Santa Barbara Island 상에서 시작된다. 여기에 하천의 유입의 흔적이 보이지 않는다. 대부분의 해저협곡은 육지와 연관성에 관계없이 주변 육상협곡 보다는 경사가 크다는 사실이다. 또한, 경사가 급하고 높은 벽을 가지고 있다.
육상과 연관된 지형적인 특징 외에 다른 특징들은 다음과 같다.

 

1. 대부분이 굽어져있고 일부는 meander를 보인다.
2. V자 형태의 단면은 주변 대륙사면이 경사가 결정적으로 감소하는 대륙대(continental rise)가 시작되는 지점에서 감소함을 보인다.
3. 드물게 대륙사면이 완만한 곳에서도 발견된다.
4. 협곡은 암석의 강도의 강약에 관계없이 모든 곳에서 나타난다.
5. 대부분 협곡은 지류를 가지고 있으나 상부 머리부분에서 하부 끝 부분보다 잘 발달되어 있다.