석회동굴 형성과정으로 알아보는 중국 계림 여행 지식

이번 글은 자연과학 계열의 싱크홀에 대해서 알아보겠습니다.

참고로 싱크홀은 석회암 지대에서 자연적으로 형성된 물이 지하로 들어가는 입구를 의미합니다.
현대사회 언론에서 이슈화되는 땅이 무너지는 싱크홀은 사실 공동, 지반침하, 땅꺼짐을 의미합니다.

도로 관련 업무를 보시는 분들이라면 공동이나 동공을 들어보셨을 것입니다.
저는 공동/동공 전문가로서 싱크홀과의 차이점을 말씀 드리겠습니다.

○  싱크홀과 공동/동공의 차이점은 무엇인가요?

싱크홀은 자연적인 요인에 의해 형성된 것으로 석회동굴과 관련 있습니다.
공동은 인위적인 영향에 의해 형성된 도로 하부 빈 공간을 의미합니다.

일반 매체에서는 일반인들도 이해하기 쉽도록 싱크홀이라는 용어를 사용하는 것입니다.
하지만 싱크홀은 석회암으로 이루어진 카르스트 지형의 대표적인 오목지형입니다.
오목지형은 음푹 꺼진 모습이기 때문에 자연적인 의미의 싱크홀이라는 단어가 일반 매체로 옮겨진 것입니다.

석회암 지대의 카르스트 지형의 일반적인 모습은 아래와 같습니다.

카르스트 지형의 모식도 (출처: Vector Stock)

 

○  싱크홀은 자연에서 어떻게 형성되나요?

싱크홀은 석회암류 암반이 용해(dissolution)되며 음푹 패인 곳을 의미합니다.
석회암 지대는 pH가 낮은 빗물이 지하로 유입되면서 서서히 용해 되는데요.
이로 인해 용해된 석회암류 암반 내에는 다수의 크고 작은 틈(fissure)이 발생됩니다.

지하의 틈이 보다 크게 벌어지면 빗물 또는 지표수가 유입되는 통로가 확장되겠죠?

지표의 물이 지하에 생긴 틈으로 유입되는 지점의 입구를 싱크홀(sinkhole)이라고 합니다.
이러한 입구는 가정집 싱크대에서 물이 들어가는 배수구 역할을 한다고 이해해주셔도 괜찮습니다.

싱크홀의 발달 메커니즘(원리)은 표층으로부터

빗물 또는 하천수가 지하로 스며들며 음푹 패이는 것입니다.

싱크홀은 석회암류 대지에서만 발생되는 것이며

카르스트 지형 내 오목지형 중 하나로 자연계 전문 용어입니다.

한 편 싱크홀의 다른 말이 있는데요.
돌리네(doline)는 싱크홀이 1개인 지형을 의미합니다.
우발레(uvale)는 싱크홀 2개 이상이 연결된 지형을 의미합니다.
폴리에(polje)는 수많은 싱크홀/우발라가 합쳐진 것을 의미합니다.

돌리네 및 우발레는 수 m의 규모입니다.
폴리에는 수 km의 규모로 마을 하나 이상의 구모입니다.

참고로 우리나라에도 폴리에가 있습니다.
바로 강원도 삼척시 노곡면 여삼리 일대가 싱크홀/우발레/폴리에가 합쳐진 대표적인 예시입니다.
마을 이름인 여삼리의 뜻은 마을이 세 개 있다는 것입니다.

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○  석회암 동굴은 무엇인가요?

위에서 언급드렸듯이 싱크홀로 인해 유입된 물은 지하에 퍼지며 크고 작은 틈을 발생시킵니다.
이때 틈의 규모가 수 m ~ 수 km로 확장된 것을 석회동굴 또는 석회암 동굴이라고 합니다.

동굴 연구자 분들은 우리나라의 동굴은 1,500개 이상이라고 합니다.

우리나라 관광지 중에는 석회동굴이 많지는 않은 것 같으시다고요?

맞습니다.

연구용 동굴은 사람의 팔 폭보다 좁은 곳도 동굴이라고 칭해지며 이 규모는 수 m 정도입니다.

그런데 관광 동굴은 지하수의 통로가 수 km 이상으로 확장된 곳입니다.
동굴의 크기가 크게 확장된 곳을 찾아다니며 관광지로 개발한 것입니다.

한 편 싱크홀이 아닌 공동/땅꺼짐/지반침하에 대해 궁금하신 분들은
그에 대해 잘 정리되어 있는 아래 글을 참고 부탁드리겠습니다.
<< 글: 공동 >>

○  석회 동굴은 어떻게 형성되나요?

동굴 내부에 물이 흐르는 것을 보신 적 있으시죠?
지하에 있는 모든 물은 지하수(groundwater)라고 합니다.

모든 석회 동굴은 지하수에 의해 형성된 것입니다.

동굴에서 보이는 흐르는 물이 여러분이 알고 계신 지하수가 맞으며 이는 동굴수라고도 합니다.
동굴수의 유속은 각 동굴의 위치마다 상이합니다.

왜냐하면 동굴이 형성되는 과정에서 발생된 틈의 크기가 전부 다르기 때문입니다.

여러분이 동굴에서 보신 물의 가장 높은 위치를 지하수면(water table)이라고 합니다.
지하수면을 계속 따라가면 동굴 밖으로 이어지는 하천으로 연결될 수도 있습니다.
동굴 래프팅이 가능한 이유입니다.

한 편 바깥으로 드러난 지형은 외부 요인에 의한 침식을 받게 됩니다.
그러므로 지형은 서서히 깎이며 해당 지형의 높낮이는 서로 달라지게 됩니다.
그래서 협곡이 형성되기도 산의 높낮이도 달라지는 것입니다.

지대의 높이가 낮아지면 지하수면도 자연스럽게 낮아지는데요.
이때 동굴 내부에 흐르던 물의 높이도 낮아집니다.

그리고 지하수면이 낮아지면 낮아질수록 동굴의 규모는 더 커집니다.
왜냐하면 빈 공간이 더욱 드러나지기 때문입니다.

이는 아래 그림과 같습니다.

동굴 내 흐르는 물은 암석 대지 바깥 틈으로 빠져 나가게 됩니다.
이를 샘물(spring)이나 동굴수라고 표현합니다.

한 편 샘물이 외부로 빠져 나가는 틈이 벌어지면 하천이 형성되겠죠?

석회동굴&nbsp;발달&nbsp;과정&nbsp;중&nbsp;지하수의&nbsp;역할&nbsp;(출처:&nbsp;mheducation)

 

○  세계적으로 유명한 카르스트 관광지가 있나요?

세계 최대 규모의 석회암 지대는 중국 남부에 위치한 계림 구이린시에 있습니다.
계림 리강은 중국 화폐에 나올 정도로 유명한 관광지입니다.

싱크홀이 모여 지대가 계속 오목해지다 보면 부분적으로 볼록한 부분만 남게 되겠죠?

볼록한 부분은 볼록 지형이라고 하는데요.
볼록하다 못해 뾰족한 지대만 남을 수도 있습니다.

쿵푸팬더같은 애니메이션에서는 뾰족한 돌산이 묘사되곤 합니다.
이러한 뾰족한 돌 산을 탑 카르스트(top karst)라고 합니다.
실제 탑 카르스트의 가장 좋은 실제 예시는 중국 남부 지방의 계림 구이린시입니다.

저는 계림 리강으로 여행가본 경험이 있는데요.

계림은 관광 도시로 자연을 사랑하는 분들이라면 계림 여행 코스를 즐기다 오시길 추천드립니다.

한 편 우리나라에 있는 동굴 중 석회동굴이 아닌 곳이 있을까요?
내륙지방에 있는 동굴은 전부 석회동굴로 이뤄져 있습니다.

석회동굴이 아닌 동굴은 용암동굴이 있습니다.

지하수의 흐름으로 인해 석회동굴이 형성되었다면
용암의 흐름으로 인해 용암동굴이 만들어진 것인데요.

용암동굴은 우리나라 제주도에 위치한 만장굴이 대표적입니다.
만장굴 등 제주도 여행을 계획하는 분들이시라면 아래 글이 도움되실 것입니다.

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