<하와이>, 지구과학으로 해석하기
1) 전체적인 관점
i) 지질
- 우선 하와이의 지질구조를 간단하게 살펴보면 다음과 같은 사실을 발견한다. 붉은 부분에는 토양이 많이 집적하여 목장이 발달해 있고, 중부에는 용암대지가 넓게 펼쳐져 있으며 파란 부분에는 현재 화산활동이 진행중이다. 이로써 추측하건데, 하와이는 좌에서 우로 갈수록 점점 젊어진다. 즉 붉은 부분과 같은 경우는 화산에 의해 생긴 지역이지만 오랜 시간으로 풍화가 작용하여 토양이 발달해 있는 것이다.
- 플룸 구조론 : 하와이가 생성된 원리를 이 이론에 맞추어 보자. 원래는 태평양판 아래에 마그마방(magma chamber)가 있었다. 따라서 그 곧장 위에 화산 지형이 생겼고 판이 이동하면서 그 지형이 길게 생겨 하와이가 생긴 것이다. (이는 판 구조론으로 생긴, 즉 판의 경계에서 일어난 지형 형성이 아니다) 독도와 제주도도 비슷하게 생겼다고 한다.
ii) 대기대순환 : 위도상 탁월풍으로서 무역풍이 분다. 즉 동쪽으로 계속해서 불어오는 바람이 분다.
- 대기대순환이 그러하더라도 기압배치의 영향 및 국지적인 부등 가열로 바람이 달리 불 수 있다.
- 특히 하와이는 해풍이 불어 산 위에 구름이 몰리는 경향이 있다. 아래 사진은 산 위에 렌즈상 구름을 보여준다.
ii) 용암
- 점성 : 화강암질 마그마 > 안산암질 마그마 > 현무암질 마그마
- 점성을 결정하는 것은 내부 결합의 세기이다. 즉, 각각의 종류는 규산염(유리질)의 함량으로 나뉘는데, 화강암질 마그마가 그 함량이 가
장 높다. 따라서 유리질이 많은 화강암질이 점성이 더 높다.
- 유리질이 많으면 보다 낮은 온도가 된다. 따라서 화강암질 마그마는 현무암질 마그마보다 온도가 낮다.
- 현무암질 마그마는 양이온의 함량이 보다 높아 알칼리성 암석을 만들어낸다.
- 점성이 낮은 용암은 유동성이 높다. 따라서 이 경우에 용암순상지, 심하면 용암대지, 순상화산이 생긴다.
- 점성이 높은 용암은 끝까지 분출되려는 압력을 버티다 한꺼번에 터져나오므로 대폭발이 일어나게 되는 것이다.
- 하와이에는 점성이 낮은 마그마(현무암질 마그마)가 흐른다. 하지만 큰 폭발의 흔적을 발견했다면?
현무암질 마그마에 계속적으로 광물이 녹으면 그 마그마는 안산암질로 바뀔 수 있다. (광물에 양이온이 녹게 되므로) 따라서 현무암질 마
그마가 폭발하는 것이 불가능성한 것은 아니다.
- 표면에 눌린 화산탄의 흔적으로 어떻게 날아왔고, 어떤 속도로 왔는지도 알 수 있다. 또, 그러한 흔적을 보여주는 지층에서 수평연장성
및 수직연장성에 대한 언급이 가능하다.
2) 마우나 로아
i) 이곳은 인간의 영향이 매우 낮아 이산화탄소의 변화율 따위를 측정하는데 많이 이용되는 곳이다.
ii) 여기는 망원경이 정말 많이 분포한다.
- W. M. Keck : 구경이 10.4m이다.
일반적으로 집광력은 구경의 제곱에 비례하고 분해능(해상도)은 구경이 클수록 좋은데 너무 크게 만들 수는 없으므로 하나만 설치하는 게 아니라 쌍둥이처럼 두 개를 설치하면 그 효과를 그대로 가져올 수 있다.
3) 코할라 kohala
i) Groove 구조 : 가느다랗게 패인 구조를 말한다.
- 용암류(lava flow)에 의한 것인가?
- 풍화에 의한 것인가?
- 일부분만의 풍화에 의한 것인가? : 고온정출 광물과 같은 광물이 포함되면 그것만 활발히 풍화되므로 가능성이 있는 경우이다.
- 절리(joint)에 의한 것인가? : 암석에 물리적인 자극으로 갈라진 틈을 말한다. 흔히 내부까지 갈라지는 그런 상태를 말한다.
작은 금에서 시작하여 점차 크게 갈라지기 시작한다. 그리하여 공극이라는 토양 내 공간이 생기고 그 공간에 자리잡아 토양의 광물질, 무
기물 ,수분으로 식물이 자란다.
- 절리는 풍화의 시작이자 식생의 생장의 시작점이다.
- 따라서 풍화에 의한 것임이 타당하다.
ii) 고온/저온 정출 광물
- 암석은 화성암, 변성암, 퇴적암으로 나뉘며 화성암이나 접촉 변성에 의한 변성암은 고온정출 광물, 퇴적암이나 광역 변성에 의한 변성암 은 저온정출 광물이라 나눌 수 있다.
[option]
- 암석이 Si, K, Na를 많이 포함하면 저온정출 광물, Ca, Mg, Fe를 많이 포함하면 고온정출 광물이다.
- 고온정출 광물에는 감람석, 휘석, 각섬석 등이 있다.
- 저온정출 광물에는 흑운모, 석영, Na가 많은 사장석이 있다.
- 각각의 암석은 자기가 생성된 조건에 안정하다. 따라서 지표에 노출된 암석 중 가장 튼튼한 건 퇴적암이다. 관련된 예로 해변에 모래사장
이 많은 까닭은 그 성분인 석영이 저온정출 광물로 된 퇴적암이기 때문이다.
5) 마우나 케어
- 토양 내 금속 성분(특히 철)이 산화되면 붉은색을 띤다.
퇴적암의 경우 유기물이 많아질수록 검어진다.
- 망원경
6) 중간길목
i) 용암
- 주황색 부분에는 용암류들이 그대로 살아있다. 주황색 부분은 용암대지이다.
- Aa 용암 : 점성이 큰 용암이 굳어서 만들어진 용암류이다. 용암이 굳을 때, 각각의 광물들이 저마다의 운동량을 반영하여 뾰족 뾰족한 형상을 이룬다.
- Pahuehue 용암 : 점성이 낮은 용암이 굳어서 만들어진 용암류이다. 물이 흐르듯 굳어서 주름구조를 형성한다. 주름구조가 생 기는 것은 용암이 흐를 때 위와 아래가 각각의 냉각의 정도가 달라 윗부분이 굳을 때 아래부분은 계속 움직이는 까닭이다.
- 사진에서 붉은 부분은 자꾸 고여서 산화된 흔적으로 추정되고 윗부분은 또다른 용암류가 덮친 것으로 해석된다.
- 이와 같은 용암 실험은 조청 실험으로 재현이 가능하다.
ii) 지도의 주황색 부분의 아래쪽에는 분석들이 쌓여있는 곳이 있다.
- 분석이란 분화구에서 분출한 돌을 말한다.
- 용암류는 분석구를 이동시킬 수 있으며, 따라서 한 곳에 모여있게 된다.
- 화산쇄설물 : 화산암괘, 화산탄(원추형; 튀어나올 때 빙빙 돌면서 굳어짐), 화산력, 화산재, 화산진
- 화산재와 화산진은 용암의 점성이 높았던 흔적이다. 즉 점성이 낮으면 화구 내부 압력이 낮기에 그것들이 생기려면 점성이 커 야 하는 것이다.
7) Ka Lae - southpoint
- 연안 세파는 파도의 해염입자에 의한 침식으로 생성된 것이다.
- 원만한 지형 → 해식동(윗부분은 절리 시작) → 돌시렁 생김, 해식동 붕괴 or 구멍 구조 생김
8) Green Sand Beach
- 연두색 모래로 되어 있는데 이들의 성분은 감람석이다.
- 이는 평범한 해변과 그 생성 방식이 다르다. 즉, 이는 기존의 흙에서 파도에 의해 쓸려나가 그나마 잘 버티는 광물들만 남아 생긴 지형인 것이다. 감람석은 주요 조암광물 중 가장 비중이 커서 잘 쓸려나가지 않아 최후까지 남게 되었다.
** 각 기울어진 면이나 평평한 부분 모두 열을 받지만, 기울어진 면에선 그냥 공기가 상승하나, 평평한 면에선 프라이팬처럼 데워져 기화하게 된다.
** 카메라는 10장 정도의 렌즈를 사용한다.(수차를 줄이려고)
태양 같은 것 내부 렌즈의 반사 때문에 이상하게 보인다.
** 킬라우에아
화산 기체는 땅을 들쳐 올릴 수도 있다.
화산은 분화하면 꼭대기가 날아가고, 열점 부분의 마그마는 줄어들어 꼭대기가 내려앉아 칼데라 지형이 형성된다
거기에 물이 차면 칼데라 호인 것이다.
** 추가 자료
조영우 쌤 지구과학 수업.hwp나머지는 N 드라이브에 보관
입력: 2013.04.09 20:10
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