해수면 변화와 연안지형

해수면 변화와 연안지형

일반 변화 양상

해안의 지형은 구조적 (tectonic)작용과 해양성 (marine) 작용의 복합체로 나타난다. 보통 해안을 융기 해양 단구(uplifted marine terrace) 또는 융기 연변부(uplifted margin)와, 침강 연변부(sinking margin)로 구별한다. 전자는 주로 미국 서해안에서 대표적인 해안이고 후자는 북미, 멕시코만(Gulf of Mexico), 그리고 동해안이 대표적인 예이다.

해수면의 근래의 상승은 15,000 ~ 18.000년 전에서 시작하여 6,000년 전까지 계속되었다(그림 13-2), 해수면은 빙하의 용융(주로 laurentian of scandinavian ice shelf)에 영향을 받았다. 남극의 영향은 10%이내의 작은 값이다. 최대 유입이 이루어진 시기는 13,000 ~ 9,000년 사이에 이루어졌다.

전반적으로, 대략 130 150m의 해수면 변화는 대륙붕단 (shelf edge)의 평균 수심에서 현재의 위치까지 상승하였다. 연안지형과 퇴적작용에 대한 해빙(deglaciation)에 의한 해침(transgression)의 영향은 다양하고 중요하다. 완만한 경사해안에서는 해양은 빠른 속도로 전진한다.

온대지방의 습한지역에서 연안 이탄 늪지(coastal peat bogs)는 상승하는 지하수와 함께 상층수로 성장한다. 최종적으로 염수(salt water)에 의해 침수되어 해양퇴적물에 의해 덮인다.

Dunes은 접근하는 해파(surf)에 의해서 침식되어진다(조개 물질로부터 생긴 석회질(lime)에 의해서 고화된 곳을 제외하고), 침식작용에서 초래된 저항물질(resistance matter)은 파랑의 상부 하에 해침 역암(transgression conglomerate)으로서 집합된다. 이 같은 퇴적물은 지질시대에 많은 해침에 전형적인 지층으로 저변역암(basal conglomerates)으로서 집합된다. 북빙하(northern glaciers)의 용융 동안 해수면 상승의 확실한 순서는 논쟁의 일견이 있다.

● 변화가 순조로운 또는 빠른 속도이었는가?
● 많은 대륙붕, 산호초섬 위의 단구(terraces)에서 갑자기 간헐적으로 형성되었는지?
● 각기 해수곡선에서 수직적인 연안운동에 지역적인 흔적 (imprint)이 무엇인지?

 

● 북반구에서 빙하의 제거(removal)에 따라서 지각의 지역적 상승(regional uplift)은 확실히 무엇인지?
● 대륙붕(shelf)위에 해수의 첨가에 의해서 침하된 지각이 얼마인지?
● 지구의 회전(earth' rotation)이 캐나다와 스칸디나비아로부터 외해까지 무게(weight)의 이동에 어떻게 상응했는지?
● 이 같은 이동이 지구의 형태, 'Geoid' 를 어떻게 영향을 미쳤는지?

 

이 같은 논쟁들은 만약 해수면 곡선이 단위시간당 유입되는 물의 양(mass of water added per time)으로 해석되면 해결될 수 있을 것이다. 이 같은 빙하작용에 의한 해수면 상승의 흔적은 연안의 해안선 변화에서 다양하게 나타난다. 지역적으로 해수면 상승의 영향에 대한 뚜렷한 예는 미국 동부해안의 지형에서 찾아볼 수 있다. 이곳은 침수된 하천의 해안이다. 연안류에 의한 모래 운반은 하구를 폐쇄시킨 경향이 있다. 또한 침수 하천(drowned river)은 훌륭한 항구를 만든다. 침수하천은 퇴적물 집적지 (sediment traps)가 된다. 즉 육지에서 운반된 어떤 물질을 하구에 집적시키는 것이다. 따라서 동부 해안(the East Coast) 외부 대륙붕에는 퇴적물 결핍증이다. 해저에서 발견되는 것은 대부분 마지막 빙하시대 (last ice age)의 잔여물질(relict material)이다. 이 잔여퇴적물(relict sediment)의 분포는 당연히 대륙붕(shelf)에서 최근작용의 지시가 아니다.

구체적으로 하천의 입구((river mouths), 하천들 사이의 낮은 해안에서 해수면의 지질학적-지형학적 작용(geological-morphological processes)을 포함하여 연안역에서 해수면 변화의 흔적을 고려해 보자.

 

 

하천 입구(river mouths) 

지도상에 하천 입구는 해안선에 돌출부(proturbations)와 만입(indentation)으로 나타난다. 즉, 유입되는 퇴적물의 양과 연안에 작용하는 에너지에 따라서 하구(estuaries)나 다양한 형태의 선상지 (deltas)로 나타난다. 조석운동(tidal motion)은 하구에서 하천방향으로 깊숙이 들어간다. 보통, 염수(salt water)는 바닥을 따라 들어가고 이로 인해 해양성 퇴적물(marine deposit)을 하천 상부로 운반시킨다. 이 같은 증거로 하천 퇴적물에서 극피동물(echinoderm) 잔해, 유공충(foraminifera), 해양성 ostracods 층 등 해양성 기원 생물이 발견된다. 해양과 하천이 모두 퇴적물을 공급하지만 하구가 채워지지 않는 이유는 하천의 홍수량(river floods), 조력 (tidal action) 그리고 하구의 젊은 나이 (young age)가 요인이 된다. 해침에 의해 형성된 침수하천 계곡(drowned river valley)은 퇴적물 부하(sediment load)에 의해서 평행 단계에 이르지는 못한다. 대륙붕을 지나 대륙사면 위의 해저연곡(submarine canyons)에 이르는 곳의 하천 계곡은 하천 입구에 퇴적된 퇴적물이 외부 심해로 빠져나갈 수 있기 때문에 늦어진다. (예; 콩고와 허드슨 하구). 따라서 가장 좋은 항구는 뉴욕항과 같이 외해로 빠지는 해연 (canyon)을 가진 항구이다. 또한 강한 조력의 힘에 의하여 외부 수로를 열리게 (open) 해두는 곳이 좋은 항구를 나타낸다. (예 : 런던, 보르도, 함부르그).

기록이 중요시되는 지질학자들에게는 퇴적 현상이 활발한 하천입구, 즉, 삼각주(delta)가 중요한 관심거리다(그림 13-4), 이들이 형성되는 위치에 따라서 왜 선상지가 생기고 생성되지 않는지? 등의 의문이 생긴다. 결국, 하구는 많은 요인에 좌우된다. 예를 들어서 육지로 둘러싸인 바다(land-surrounded seas)에서처럼 적은 조력의 활동의 대표적인 미시시피와 나일강 선상지 그리고 강한 계절적인 폭우에 의한 많은 양의 퇴적물과 산악지 배후지 (hinterland)에서 높은 침식율(high erosion rate)을 나타내는 인더스, 갠지스 선상지 등 다양한 변수에 의하여 나타난다.

 

해수면과 해안이 안정되었을 때 선상지는 해양 밖으로 형성되고 해양 퇴적상(marine facies)은 후퇴하고 기록상에는 해퇴(regression)를 나타낸다. 이와 같은 지역에서 수직 퇴적물은 해퇴순서 (regressive sequence)를 보인다(예 : 심해성 퇴적물 상부에 천해 퇴적물이 나타난다. 즉, 해수면이 하강하여 해안선이 바다 쪽으로 이동한 과정에서 나타나는 퇴적층이다.

 

이와 반대로 해수면의 상승 또는 해안선이 육지반향으로 이동한 침강해안(sinking coast line)은 해침순서 (transgressive sequence)를 나타낸다. 최근 이상기온에 의한 해수면의 상승은 세계적으로 선상지 상부에 해침순서 (trans gressive sequence)가 우세한 결과를 초래한다.