오늘날 기후지형학은 지형학자들에게 가장 큰 논점이 되고 있다. 기후적인 외인적인 요인이 제1차적인 형성요인이며, 2차적으로 육수와 해수에 의한 내인적인 발달요인이 된다. 카르스트의 기후 적 접근은 1950년대부터 활발하게 주장되어 현대 진화의 광대한 연구에 가담하였다. 기후적인 작용에 의한 카르스트의 발달은 지대한 영향을 가져오지만 기온에 대한 카르스트의 발달에 대한 논쟁은 기존의 우 열대 저 한대 편향에서 많은 논쟁을 야기시키고 있다. 왜냐하면 한대와 온대, 열대와 중위도 카르스트 간에 어떠한 차이가 있지 않다고 규정짓고 있기 때문이다. 이에 따라 한반도에서도 제4기 동안에 형성된 해수면의 승강작용과 태백산맥의 융기작용에 따른 카르스트의 발달은 지형발달에 지대한 영향을 미친 결과 다수의 지표면 카르스트(카렌)와 지하 동공(동굴)의 발달이 형성되었다.
우리나라는 고생대의 조선계층에 석회암이 분포하는데 이 석회암지대는 탄산가스를 포함하는 우수에 용식되어 카르스트 지형이 널리 분포하고 있다. 석회암은 자연상태에서는 광범위하게 분포하는 퇴적암이므로 카르스트 지형도 광범위하게 분포할 것 같지만, 실제는 매우 제한적인 분포를 보인다. 세계적으로 유명한 석회암 카르스트 지형 분포지는 프랑스의 코스지방을 비롯하여, 스페인의 안다루시아지방, 자메이카, 쿠바 서부, 중국의 화남지방, 버어마 일부, 일본의 아키요시다이 등이다. (중략)
카르스트는 특이한 수문학적 용식지형이며, 암석의 높은 용식성으로 인해 발달된 암석의 공극(1차적 삼투)과 암석의 구조적 변형인 절리면, 균열면, 단층면, 층리면 등(2차적 삼투)의 확장으로 인하여 발생되어진 경관을 총칭한 것이다. 암석의 용식성만으로 카르스트가 형성된다는 것을 설명하기는 쉽지 않다. 왜냐하면 암석의 구조적인 특성이 중요한 인자이기 때문이다.(중략)
석회동굴은 카르스트 지형 지역에서 지하 형성물로 나타나는 공동지역으로, 이 공동화된 공간에 2차적으로 석순, 석주, 종유석 등이 침전되어 생긴 동굴이다. 이런 카르스트 지형은 석회암 지층에서 용식작용으로 생겨나는데, 우리나라에서는 북쪽은 평안남도 동반지역과 함경남도의 남부서경지역, 황해도 서남부, 그리고 강원도 남부지역, 추가령 구조곡의 일부들이 해당한다. 그리고 남쪽은 문경 - 단양 - 제천 - 영월 - 평창 - 정선 - 삼척 - 강릉에 걸친 지역들이다. 따라서 우리나라의 석회암동굴들은 그 대부분이 조선계 대석회암통의 막동 석회암 층에 분포되고 있다.(중략)
카르스트라는 용어는 고대 인도-유럽어로 그 기원은 거슬러 올라간다. 암석을 뜻하는 칼라(Karra)로 부터 그 근원을 찾을 수 있고, 그것의 파생어는 유럽과 중동의 많은 언어에서도 발견된다. 북부의 유고슬라비아에서 그 단어는 칼스(kars)를 거처 카라(Kra)로 발전했다. 또한 유고슬라비아와 이태리의 국경지대인 트라에스트(Trieste)지방에서 그 지역에 대한 지역적인 명칭으로 이것이 '불모의 땅'이라는 뜻이기도 하다. 이 지역은 종종 이 지역의 자연적인 특징이 최초로 광범위하고 과학적인 연구로 받아들여진 지역으로 '고전적인 카르스트'로 언급된다. 로마시대에 지역적인 명칭은 '칼스서 혹은 칼소'(Carsus & Carso)였고, 그것이 오스트리아-헝가리(Austro-Hungarian)제국의 일부분이 되고 나서, '카르스트'(karst)라는 독일말로 정착되어진다. 뷔엔나(Vienna)의 지리학 또는 지질학술대회에서 국제적인 과학적 용어로서 그 단어가 정식으로 사용되었고, 그 용어의 기술적인 사용은 19세기 중반경에 확립되었다.(중략)
카르스트라는 용어는 고대 인도-유럽어로 그 기원은 거슬러 올라간다. 암석을 뜻하는 칼라(Karra)로 부터 그 근원을 찾을 수 있고, 그것의 파생어는 유럽과 중동의 많은 언어에서도 발견된다. 북부의 유고슬라비아에서 그 단어는 칼스(kars)를 거처 카라(Kra)로 발전했다. 또한 유고슬라비아와 이태리의 국경지대인 트라에스트(Trieste)지방에서 그 지역에 대한 지역적인 명칭으로 이것이 '불모의 땅'이라는 뜻이기도 하다. 이 지역은 종종 이 지역의 자연적인 특징이 최초로 광범위하고 과학적인 연구로 받아들여진 지역으로 '고전적인 카르스트'로 언급된다. 로마시대에 지역적인 명칭은 '칼스서 혹은 칼소'(Carsus & Carso)였고, 그것이 오스트리아-헝가리(Austro-Hungarian)제국의 일부분이 되고 나서, '카르스트'(karst)라는 독일말로 정착되어진다. 뷔엔나(Vienna)의 지리학 또는 지질학술대회에서 국제적인 과학적 용어로서 그 단어가 정식으로 사용되었고, 그 용어의 기술적인 사용은 19세기 중반경에 확립되었다.(중략)
카르스트는 자연수의 용식작용에 의하여 형성되는 지형이다. 용식은 카르스트 지형에 있어 가장 우세한 과정이 아니며, 또한 지배적인 과정도 아니지만, 그것은 다른 유형의 지형에서 형성되는 결과보다 용해질 암석에서 더 다양한 역할을 하기 때문이다. 용식의 가장 중요한 역할은 바위의 침투성을 증가시키면서 지하의 공간을 확대시키는 데 있다. 이는 지하수에 의해 지표면의 점진적인 용식적인 변화인 카렌, 석문, 용천, cockpit 및 mogote, sinkholes, hum 등의 카르스트 지형을 창출한다. 수문학의 대표적인 이론인 Darcy's Law가 용식지형에서는 전혀 적용되지 않는다는 검증 결과만 하더라도 카르스트가 얼마나 다양하고 복잡한 수문학적인 형성과정을 가지고 있는가를 알 수 있을 것이다. 특히 Darcy의 법칙은 비등방성과 비균질적인 투수층에는 적용되지 않는다. 왜냐하면 카르스트 지역에서는 1차삼투율(primary transmissivity)의 공극율에 따른 투과율이 적용되는 일반적인 암석에서의 결과보다 2차삼투율(secondly transmissivity인 단층선, 균열, 절리면 등에 의한 투과율이 훤씬 증대되기 때문이다. 따라서 카르스트수문학은 자연수의 용식작용에 의하여 형성되는 지형이지만 투수성, 지하수의 유속, 동공속의 소지류의 구배, 입수율과 배출율 등이 일반적인 수문학과 다른 결과를 나타내고 있다.
동굴내부의 지형변형은 동굴내의 외인적인 요인과 내인적인 요인에 의하여 발달된다. 외인적인 요인으로서 기후변동에 의한 기온의 변화와 침출수의 증감 및 외부 이입물질 등을 들 수 있으며, 내인적인 요인으로서는 암석의 공극율, 지질환경, 단층 및 습곡면의 형상, 절리 및 균열면의 유무, 동굴지천의 구배 및 유속, 층리간의 이종의 암석게재 여부 등을 들 수 있다. 동굴 시스템은 수문 물리화학적 요소에 의해 형성되며 외부 기준면 통제에 의해서 암석학, 구조학, 기후학, 생물학, 토양학 등과 밀접한 상태에서 의존적인 발달 과정을 가진다. 동혈 내부의 침식은 유수의 입력 경우 유출과정에서 형성되며, 또한 유수의 비 입력 경우유출 및 액체용액의 분출에 의해서 형성된다. 다수의 동굴학자들은 동굴은 계절마다 침수되거나 빨리 흐르는 홍수에 의한 폭우에 의해 epiphreatic 상태에서 간헐적으로 포화되는 과정을 거치며 선택적으로 발달한다고 주장하고 있다. 혼합지대 동굴의 가장 좋은 예는 현재의 카르스트 지역에서 나타나는 것이 아니라 과거 제4기의 200만년전 동안보다 해수면이 더 안정적이었던 때에 이루어진 고 카르스트(Paleo Karst)에서 발견되고 있다.
카르스트 지형과 관련된 동굴생성물(Speleothems)의 발달과정은 [그림 1]에서 요약되어 있듯이 일정한 규칙의 발달과정을 거치면서 형성되는 동굴수문학적 (Speleo-hydology)인 속성을 가지고 있다(Ford, 1989). 동굴생성물은 주로 기반암으로부터 침식되는 용해물질에 의하여 다양한 생성물을 제공하거나 외부 하천의 유입에 따른 외래산 퇴적물질 등이 상호 교차되어 집적되어있다. (중략)
종유굴이 생성되어 어떠한 경로로 발달하며 다시 쇠퇴하여 붕괴되고 마는가에 대한 우리들의 관심은 크다. 더구나 어떤 지역에 카르스트지형에 발달하며 동굴의 발달원인을 구명한다는 것은 매우 중요한 일이다 이제 필자는 종유동의 유형과 특성, 동굴의 성인, 그밖에 동굴의 이용과 자연보존에 과한 제논문에 뒤이어 이번에는 이들 종유동들이 형성ㆍ발달되어 가는 윤회과정을 분석코자 한다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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