본 연구는 남한강 상류의 소지류인 쌍천 유역에 발달한 하성단구의 퇴적물을 모재로 발달한 토양 특성을 조사.분석하였다. 중위 단구의 A1층은 갈색(10YR 4/3)의 미사질토양이고 발달도가 낮은 입상구조이며 B1층은 황갈색(10YR 5/8)의 사질식양토로 아각괴상구조이다. 고위단구의 A1층은 옅은 적갈색(5YR 4/3)의 미사질양토 내지 황갈색(10YR 5/8)의 미사질식토로 발달도가 낮은 아각괴상구조이다. B1층은 적색(2.5YR 3/6)의 사질식토 내지 밝은 적갈색(2.5YR 4/6)의 식양토로 발달도가 양호한 아각괴상구조이다. 고위단구 퇴적층을 모재로 발달한 토양의 구조는 중정도의아각괴상구조이고 조직이 치밀하다. 토양은 A1층, B1층,B2층으로 되어 있으며 또한 B층은 점토가 집적되어 있고 점토 피막이 나타난다. 쌍천의 중위단구상에 발달한 토양은 황갈색토이고 고위 단구상의 토양은 적색토이다. 고위단구 퇴적물을 모재로 발달한 본 적색토는 생성시가가 민델-리스 간빙기의 이전에 생성된 것으로 현재보다 온난한 생물-기후 조건하에서 탈규산화를 동반하는 적색토화작용에 의해 형성된 것으로 추정된다. 고위단구에 발달한 적색토는 토양단면의 형태적 및 물리 화학적인 특성등으로 보아 고적색토로 분류된다.
하성단구의 지형층서적 대비로 부터 최종간빙기의 구정선고도를 추정하기 위하여, 한국 동해안 강릉 남대천 유역을 대상으로, 후기 경신세 하성단구의 발달과정을 고찰하고, 단구퇴적물의 특징과 하성단구 상호간 및 충적면과의 대비 관계에 근거하여 최종간빙기의 해면변동단구를 동정한 후, 이 단구를 이용하여 당시의 해수면 고도를 추정하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 강릉단구 I면은 최종간빙기의 극상기에 퇴적되었음이 밝혀졌고, 강릉단구 II면은 동 간빙기의 중기 혹은 후기에 퇴적된 것으로 편년되었다. 이 두 단구는 해면변동단구로서, 당시의 해수면은 각각 현재보다 17-20m, l0m 정도 높았던 것으로 추정된다. 2) 강릉단구와의 교차 관계, 단구퇴적물의 퇴적상 및 풍화도, 매몰곡저와의 연결관계 등으로 부터, 왕산단구 I면은 최종빙기의 전기, 그리고 II면은 최종빙기의 후기로 편년하였다. 3) 강릉단구 I면에 발달된 의사 그라이화 적색토의 형성작용은, 강릉단구 II면의 퇴적기인 최종간빙기의 중기 혹은 후기에 진행된 것으로 보인다. 일본과 달리, 연구지역에 있어서는 최종빙기 중의 아간빙기에는 적색토화 작용이 미약하였거나 진행되지 않았던 것으로 추정된다.
본 연구는 제4기 연구에 있어 하안단구의 의미를 해석하기 위하여, 하안단구의 개념과 지형 특성에 대해 파악하였다. 하안단구는 현재보다 고도가 높은 곳을 흘렀던 고하천에 의해 형성되었던 하도나 범람원이 기후 변화나 지반 융기에 의한 하천의 활발한 하방침식으로 인해, 현 하천보다 높은 고도에 남게 된 충적 지형이다. 하안단구는 하천의 하각 작용 이후에도 남겨진 충적층의 잔류물로서, 하각에 영향을 미치는 주요 요인으로는 침식기준면의 하강, 하천 유량 증가, 하천의 특징적인 지형 현상 등이 있다. 일반적으로 대하천 중상류부의 하안단구 퇴적층은 빙기에 형성되는 것으로 알려져 있지만, 우리나라와 중국의 대하천 중상류에 발달한 하안단구는 절대연대가 간빙기를 지시하는 경우도 많아, 해당 하천의 다양한 자연환경 조건과 지형 특성에 따라 다양한 시기에 하안단구 퇴적층이 형성될 수 있는 것으로 판단된다.
한탄강의 지류인 영평천 하류에는 T4면에서 T1면까지 4단의 단구 지형면이 확인된다. 이 일대에는 신생대 제4기에 영평천의 하구로부터 약 4.5km까지 용암류가 역류하여 용암댐에 의한 고호소가 형성되었다. 본 논문은 성동리에서 궁평리까지의 영평천 하류에 분포하는 단구면의 퇴적층에 대한 층서 및 퇴적물 분석과 OSL 연대측정을 통하여 단구지형의 형성과정을 검토하였다. 가장 오래된 T4면은 용암대지 하부에 위치한 고호소 이전의 하성층이다. T3면과 T2면은 $3{\~}4m$ 이상의 두꺼운 모래층으로 이루어져 있고, 그 하부에는 역층이 존재하며, 상부 모래층은 내부에 수평의 점토층이 교호하고 있어, 용암댐 고호소 상태에서 이루어진 호성단구로 파악된다. T1면은 하상 비고가 가장 낮고 퇴적물이 신선한 것으로 보아서 용암댐 개석 이후에 형성된 하성층으로 보인다. T3면에서 실시된 OSL 연대측정의 결과, 퇴적층의 형성시기는 약 $3{\~}4$만년 전으로 측정되어, 이 일대는 용암댐 형성이후 3만년 전까지 호소 상태였던 것으로 추정된다.
본 연구지역은 악지를 이루고 있는 산지와 그 계곡에 발달한 충적평야, 하천을 중심으로 발달하는 하성단구, 하성단구와 산지 사이의 충적선상지로 구성되었다. 화산 폭발에 의한 화산회층이 쌓여서 형성된 치리카와는 응회암이 침식작용을 받아 기암괴석을 노출시켰다. 윌콕스 플라야는 현재보다 기후가 습윤했던 플라이스토세에 $32km^2$ 정도의 호수가 존재했던 곳으로 칼슘과 나트륨, 칼륨 같은 염이 집적된 알카리각이 드러나기도 한다. 윌콕스 주변의 과거 호안은 사구가 발달하였다. 이곳의 계곡은 주변의 산지에서 공급된 실트와 점토, 모래, 역으로 이루어진 약 700m 두께의 퇴적층으로서 플라이오세와 플라이스토세 화석이 다양하게 발견된다. 드래군 산맥 기슭에는 페디멘트가 충적지와 파상으로 만난다. 주변에 산재하는 거대한 원력은 박리작용에 의한 파쇄작용과 박판작용의 결과이다. 투산은 두께 약 7,000ft. 정도의 충적평야이다. 본 연구지역은 화산, 단층, 침식, 퇴적 등의 작용에 의하여 형성된 지형이다.
본 연구는 우리나라의 하안단구 연구사를 요약·정리하고, 선행 연구를 토대로 우리나라 하안단구의 지형 특성을 검토하였다. 우리나라의 하안단구 연구사는 3시기로 구분할 수 있다. 일제강점기~1980년대 중반은 초창기 지형학자들에 의해 하안단구 이론이 전파되었던 시기이다. 1980년대 후반~1990년대는 하안단구에 대한 박사학위 논문이 집중적으로 배출되어 하안단구에 대한 논의가 우리나라 지형학의 중심에 자리 잡은 시기이다. 2000년대 이후에는 다양한 연구방법이 개발되면서 하안단구에 대한 논의가 한층 성숙되고 연구 성과가 양적으로 풍부해진 시기이다. 우리나라에서 하안단구가 가장 잘 발달한 지역은 태백산맥 일대의 한강 중·상류 및 낙동강 중·상류의 영서 및 영동 하천과 소백산맥의 서사면에 해당하는 남한강 중류, 금강 중·상류, 섬진강 중·상류이다. 지반융기가 활발한 이들 하천에서는 하상비고가 매우 높은 하안단구가 관찰되고, 하천의 하각률이 상대적으로 높다. 그리고 하안단구 형성시기는 신생대 제4기의 기후 변동에 의해서 규칙적으로 나타나는 것이 아니라, 해당 하천 유역의 기후, 수문, 지질, 지형 등의 환경 조건에 따라 매우 복잡한 양상을 띠는 것으로 판단된다.
수심이 낮고 대륙붕의 경사가 완만하여 빙기의 저해수면기에 하천의 길이가 크게 연장되었던 서해안지역에 있어서, 웅천천과 같은 소하천의 경우 후빙기의 유로는 빙기 유로의 최상류부와 중복된다. 이 경우 주로 상류부에 분포하는 빙기 형성의 기후단구와 하류부에 발달되는 간빙기 형성의 해면변동단구가, 동해안의 하천에서와는 달리, 현 하천의 상류부와 하류부의 어디에나 나타날 수 있다 따라서 동해안에서는 가능한, 교차단구의 개념을 이용한 제4기의 환경변화 및 지형발달과정 고찰이, 서해안의 소하천에서는 불가능하게 될 것으로 생각된다. 웅천천 유역의 제4기 단구지형 연구에 있어서는 단구 구성층의 퇴적상으로부터 유량의 대소를 판정하여 빙기와 간빙기의 지형면을 동정하고, 여기에 지형면의 하상비고, 퇴적물의 풍화도와 고토양 등을 이용하여 지형면의 신구관계를 대비하는 방법이 효과적일 것으로 생각된다. 웅천천 유역에 발달되어 있는 하상비고 80m, 50${\sim}$60m, 40${\sim}$45m, 30m, 25m(?), 15${\sim}$20m, 10m의 원력으로 구성되는 하성단구는 동해안 하천의 간빙기 해면변동단구에 해당되는것 같다. 따라서 이 수치들은 바로 당시의 구정선 고도로 해석될 수 있다. 이들 구정선의 수와 절대 고도만으로 볼때, 동. 서해안 간에 있어서 제 4기 구정선의 수와 고도는 대략 일치하는 것으로 보인다. 특히 웅천천 유역의 저위의 두 단구(15~20m와 10m 지형면)는 퇴적물의 풍화도와 고화도, 적색토의 발달 상태 및 토색 등에 있어서 동해안 지역의 최종 간빙기 극상기와 후기의 지형면과 잘 대비된다. 이는 이 두지형면보다 상위에 분포하는 동. 서해안의 지형면들도 상호 대비될 가능성이 높음을 시사한다. 본 연구의 결과 서해안의 제4기 구정선 고도 분포가 상향 수정될 가능성이 높아졌다. 그리고 적어도 웅천천 유역에 분포하는 최고위 하성단구의 형성기 이후에는 한반도의 동. 서해안이 거의 같은 양의 지반융기를 받았을 가능성도 높아졌다.
본 연구는 남한강 중류의 좌안에 분포하는 하성 고위면의 지형특성과 그 단구퇴적층을 모재로 발달한 토양특성을 밝히는데 있다. 조사토양인 적색토는 토양의 형태적, 물리 화학적 및 점토광물의 특성으로 보아 적색토로 분류된다. 토양특성과 고위면의 지형적 특성으로 보아 본 적색토는 제4기의 현재와는 다른 생물 기후환경차에서 탈규산화 작용과 적색토화 작용에 의하여 생성된 고적색토로 사료된다.
한반도 남서부 해남 어란지역 사면에는 현재의 유수작용이나 암석낙하와 같은 직접적인 중력작용만으로 형성되기 어려운 조립질과 세립질이 교호하는 사면퇴적물이 존재한다. 이런 사면은 현생 혹은 과거 주빙하 환경에서 자주 관찰되는 성층사면(stratified slope)으로 흔히 그레즈-리테와 stratified scree로 불려지는 것들이다. 본 사면에 대해서 지형학적 및 퇴적학적 특성의 분석과 기존 연구결과를 통해서 사면의 형성의 프로세스를 추정하였다. 특히 (1) 배후산지의 기반암은 Franco(1990)가 지적한 동결 수용성이 민감한 암석의 특성으로 동결파쇄(congelifraction)되어 다량의 암설과 미립질을 공급할 수 있었다. (2) 사면의 직선적 평활성과 암설의 크기와 량이 사면아래 방향으로 갈수록 줄어드는 것은 중력작용을 유도하는 주빙하 환경에서 가능한 이동 메카니즘을 갖고 있다. (3) 조립질과 세립질의 교호는 현생 및 과거 주빙하 환경에서 잘 나타나는 stratified slope이다. 이상에서 연구지역의 사면퇴적물은 현재의 기후환경이 아닌 과거 플라이스토신의 한랭 습윤한 주빙하성 기후환경의 산물로 볼 수 있는 성층사면으로 주빙하 기후환경의 화석지형이다. 그 외 당시의 해수면 변동과 관련된 해안단구, 고사구 지형 등이 함께 나타나고 있어 한반도 남서부의 제4기 고기후 지형환경의 이해에 좋은 예가 되고 있어 더 많은 연구가 요구되고 있다.
한반도에서 화강암은 볼록한 석산과 오목하고 넓은 하곡과 같이 극단적인 형태의 지형을 발달시키는 이중성을 드러낸다. 화강암은 강한 암석이어서 산지를 형성한다. 화강암 산지는 험준하고 깎아지른 능선과 깊고 가파른 계곡을 형성하기도 하고 완만하고 부드러운 산세를 보이기도 한다. 풍화미지형은 토르와 타포니, 나마, 그루브, S자형암벽 등이 대표적이다. 선캄브리아기의 단단한 기반암으로 이루어진 한반도는 신생대 중신세 요곡융기 이후 각종 지형형성작용을 받았다. 그 결과 대하천 중·상류 구간에는 크고 작은 침식분지가 형성되었다고들 한다. 침식분지로 소개되는 곳은 대부분 단층선이 지나가는 골짜기이다. 지질구조선이 둘 또는 세 방향으로 교차하는 골짜기는 시야가 트여 있어 분지로 이해하기 쉬웠다. 폐쇄적이고 고립적 어감을 지닌 '분지'라는 용어는 하천이 관류하지 않는 최상류 소규모 유역분지에 국한시켜 사용하는 것이 적절하다. 침식분지는 양구 펀치볼에서 그 전형을 보이는 바와 같이 접시를 닮았다. '소위' 침식분지의 경사급변점과 분지바닥을 이루는 충적지 사이 산록에는 완경사 지형면이 다양한 규모로 나타난다. 완만한 사면의 산록면에 대해서는 페디먼트, 주빙하성 사면퇴적물, 선상지, 하안단구 등 다양한 해석이 시도되었다. 한편 화강암이 심층풍화를 받으면 풍화층과 토양에 덮인 구릉성 산지와 평야를 형성하기도 한다. 심층풍화층은 규모가 작은 하천의 잦은 범람에도 쉽게 평탄화하는 성향을 보여 넓은 하곡과 평야를 발달시켰다. 한반도 서남부 해안지방은 해발고도가 낮고 기복이 작은 구릉지와 충적지가 넓게 펼쳐진다. 구릉지는 야산개발에 의해 밭 이외에 과수원, 목장, 임야로 이용된다. 하천 양안 충적지는 주로 논으로 이용된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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