우리나라 남동해안의 대보-감포간 해안단구는 6개의 단구면으로 분류되며 이들은 각각 하위로부터 1단구(T1,0.5m), 2단구(T2, 10m), 3단구(T3, 30m), 4단구(T4, 40m), 5단구(T5, 60m), 6단구(T6, 75m)이다. 이가운데 3단구(T3)는 두개의 단구로 분류되며, 하위면을 T3b, 상위면을 T3a 정하였다. 3단구 하위면 (T3b)의 구정선을 보여주는 해식애의 발달이 뚜렷하지 않아 단구 세분이 어려운 곳은 통합하여 3단구(T3)로 정하였다. 단구형성시기를 직접적으로 지시해주는 화석은 없으나, 2단구의 퇴적층에서 OSL 연대 자료가 다량 도출되어 있으며, 이 자료를 통하여 단구 형성시기를 정할 수 있다. 2단구(T2) 퇴적층의 OSL 연대는 60-7Oka에 수렴하고 있어, 2단구의 형성시기는 MIS(산소동위원소에 의한 시대 분류)의 5a로. 추정할 수 있다. 따라서 3단구는 MIS 5e, 4단구는 MIS 7에 대비된다. 본 연구지역에서 MIS 5e인 3단구 상위면(T3a)은 현해수면으로부터 30m높게 융기되어 있으며, 따라서 이지역의 융기율은 약 0.19m/ka로 계산된다. 이와 같은 융기율은 국지적인 지구조운동에 기인한 것으로 해석되며, 이에 대한 추가 연구가 필요하다.
우리나라 남동해안의 최남단 지역에서는 지금까지 안정된 지괴로 알려져 왔으며 4기단층이나 지진 발생 보고가 알려져 있지 않다. 이 연구는 우리나라 최초로 시행된 디지털(digital) 기법에 의한 단구조사와 단열조사를 통하여 이 지역에 대한 제 4기 지구조운동 여부를 규명하고자 하였다. 조사지역의 기반암은 백악기의 퇴적암류와 화산암류 및 불국사 화강암류로 구성되어 있다. 이 지역에는 매우 협소하고 간헐적인 분포를 하는 해안단구가 발달하고 있으며 타지역과는 달리 단구 퇴적물이 거의 발달하지 않고 있는 점이 특징이다. 이 지역에는 최하위의 홀로세 단구를 포함하여 4개의 단구면이 형성되어 있으며, 이들은 최하위의 것부터 1, 2, 3, 4 단구로 분류된다. 1단구의 구정선은 1m 이하, 2단구의 구정선은 8∼11m, 3단구의 구정선은 17∼22m, 4단구의 구정선은 약 44m이다. 2단구의 형성시기는 MIS 5a이고 이 곳의 3단구 형성시기는 MIS 5c이다. 단구 형성시기와 융기된 단구 고도간의 상관관계 그래프와 고해 수면 변동곡선과 단구고도간의 대비에 의하여 산출된 융기율은 0.19m/ky이다. 이와 같은 값은 판 경계부보다 활동성이 적은 판 내부에서 나타나는 값으로 우리나라의 남동해안의 지각은 대체로 안정된 지괴로 판명된다. 그러나, 각 단구의 구정선 고도는 매우 미약하지만 점이적으로 남쪽으로 가면서 감소하는 현상을 보이고 있어 우리나라의 남동해안의 남단부에는 침강운동이 일어나고 있는 것으로 해석된다.
정동진, 대진 지역에는 규모가 큰 해안단구 고위면이 형성되어 있을 뿐 아니라. 우리나라 중부 동해안에서 처음으로 구정선고도의 해발고도가 고위면보다 높은 고고위면이 확인되었다. 해안단구의 구정선고도는 고고위 I면(HH I) 해발고도 140m. 고고위 II교면(HH II) 110m, 고위 I면 90m, 고위 II면 70m, 중위면 40m, 저위 I면 25m, 저위 II면dl 10m이다. 그리고 홀로세에 형성된 것으로 추정되는 해발고도 5~6m의 가장 낮은 해안단구가 연구지역 전체에서 나타난다. 고고위면은 인근의 삼척 오십천 해면변동단구와 남동해안 감포지역에서 확인되는 고고위 면과 같은 시기에 형성된 것으로 볼 수 있다. 이것은 연구 지역의 해안단구 형성체계가 이들 지역의 그것과 거의 같은 데서 추론할 수 있다. 해안단구 형성시기는 최종간빙기인 MIS 5시기로 확인된 저위 I면을 단서로 중위면은 MIS 7. 고위 II면은 MIS 9, 고위 I면은 MIS 11로 판단된다. 고고위 II면은 산소동위체 MIS 13, 고고위 I면은 산소 동위체 MIS 15에 형성되었을 것이다. 고위면이 한반도 남동부 지역과 유사하게 큰 규모로 남아있는 것은 이것을 형성한 Holsteinian Interglacial의 기간이 매우 길고, 이 시기의 해면 위치에 기반암의 완사면이 넓게 형성되어 있었으므로 파식대가 비교적 용이하게 만들어진데 기인하는 것으로 생각된다.
남동해안의 호미곶과 구룡포 인근지역의 해안단구에는 3조의 제4기 단층이 인지 되며, 이중 2조는 4단구와 2단구의 평탄면을 자르고 있다. 호미곶 남쪽 하정리의 하정단층은 4단구를, 호미곶 구만리의 구만단층은 2단구를 자르고 있다. 하정단층은 역단층운동을 하였으며 주향과 경사는 하부에서 $N55^{\circ}W/45^{\circ}NE$, 상부에서 $N45^{\circ}W/40^{\circ}N$E로 수직 변위는 약 180 cm이다. 하정단층은 MIS 7~MIS 5c 동안 단층운동 시 형성된 4조 붕적퇴적층이 발달하고 있어, 4회의 단층 운동이 있었음을 알 수 있다. 호미곶 구만리에 위치하고 있는 구만단층은 3조의 역단층이 관찰되며 단층의 주향과 경사는 $N80^{\circ}E{\sim}N70^{\circ}W/25^{\circ}-35^{\circ}SE{\sim}30^{\circ}SW$로 수직이동거리는 9 cm~18 cm이다. 구만단층은 부정합면 직상위의 최하위 퇴적층만 이동시켰으며, MIS 5a의 80 ka 이후, MIS 4의 71 ka 이전 기간 동안 1회 운동하였다. 이 하정단층과 구만단층의 자세를 고려해 볼 때, 남동해안에는 후기 플라이스토세 기간동안 동북동-서남서 압축력과 남북 압축력이 작용한 것으로 생각된다. 하정리의 4단구 퇴적층과 구만리의 2단구 OSL연대 결과, 대보 지괴의 4단구는 MIS 7, 2단구는 MIS 5a임을 재검증하였다.
본 연구는 호주 남동부 Victoria 남부 해안을 따라 발달하고 있는 Otway 산맥 일대에서 지난 5 Ma 동안의 신기지체구조 운동의 성격을 해안 산악 지역을 따라 분포하고 있는 해안단구의 발달상을 통해 밝히고 있다. OSL 연대 측정으로부터 얻은 저위 해안단구면의 융기율은 판 내부 구조운동의 영향이 현생 지형 발달에 미치는 결과를 명확히 보여주고 있다. 또한 본 연구는 제4기 해안단구와 플라이오세 고해수준 기록 간의 층서적 관계를 통해 후기 신제3기 이후에 나타나는 지구조 운동의 변화적 속성을 밝히고 있다. 이와 같은 후기 신제3기 이후 가속화된 지구조 운동 반응은 호주-태평양판의 이동성의 변화와 이에 따른 경계 응력의 증가가 대륙 내부 응력 수준에도 영향을 미친 결과로 이해된다.
남해안의 사천시 서포면 동쪽 해안은 창선도와 남해도에 의해 외해와 거의 완전하게 단절된 내만이다. 이 지역의 해안단구는 형성 시기를 달리하는 해발고도 10~12m, 15~18m, 20~24m, 25~28m, 30~33m, 35~38m, 40~45m, 45~50m, 54m 지형면으로 구분된다. 이와 같은 해안단구 체계는 서해안 보령 지역의 것과 유사하다. 지형면은 구릉지의 능선을 따라 분포하며 면적이 대체로 좁다. 그리고 형성된 지 오래된 지형면과 상대적으로 젊은 지형면이 혼재되어 분포한다. 이와 같은 해안단구 공간 분포 특징은 오래된 지형면이 가장 내륙쪽에서 해안선에 평행하게 나타나며 해안으로 갈수록 최근에 만들어진 지형면이 나타나는 동해안과는 대조적이다. 이것은 기복이 복잡한 구릉지에 태풍에 의해 형성된 강력한 에너지를 갖는 파랑이 짧은 기간 동안 파식대를 형성한 데 기인한다.
해안단구와 육상에 남아있는 고해수준에 관한 기록들은 한반도 지반운동의 형태와 속성을 구분해 낼 가장 직접적인 증거로 사용될 수 있음에도 불구하고 아직 고위 해안단구들의 형성시기에 관한 절대연대 측정이 현실적으로 어렵다는 점과 과거 해수면 변동과 지반운동 간의 상대적 변화에 관한 부족한 정보로 인해 명확한 해석과 과학적 논의는 불완전한 상태이다. 본 연구는 한반도 고위 해안단구 연구에서 $^{10}Be$을 대상으로 한 우주선 기원핵종 절대연대 측정법의 실험결과를 보고하고 있다. 실험 결과, 동해안의 강릉시 정동진 일대와 서해안 지역 서천군 비인면 일대에서 채취한 해발고도 80 m 내외의 고위 해안단구 상의 기반암과 거력 퇴적물의 $^9Be/^{10}Be$ 집적량비와 노출 연대는 상대적으로 매우 낮고 젊은 연대를 보이고 있다. 이러한 결과는 실험과정에서의 오류 가능성을 포함하여 고위 해안단구의 복잡한 노출역사를 반영하는 것으로 판단된다. 특히 한반도의 기후환경과 해안단구가 육화된 뒤 겪을 것으로 추정되는 복잡한 노출 환경을 고려할 경우 앞으로 $^{10}Be$ 연대측정기술의 성공적인 적용을 위해서는 적합한 연구지역의 발굴과 시료채취가 가장 중요한 요인이 될 것으로 판단된다.
남한의 동남해안가를 따라 단구지형이 잘 발달하여 있으며, 해안단구는 해안충적면(AP,$4{\sim}5m$), 저위단구면(LT, $8{\sim}25m$), 중위단구면(MT, $36{\sim}55m$), 고위단구면(HT, $63{\sim}86m$), 고고위단구면(uHT, above 90m)과 같이5개 주단구면들로 구분된다. 해안단구 중에서 고도 약 8m 에서 20m 부근에 저위단구퇴적층이 잘 발달하여 있다. 이들 퇴적층은 저위2면(LT2)과 저위3면(LT3)에 분포하는 유기니질층 내에 포함된 화산재 산출 특성과 사질층에 대한 광여기루미네선스(OSL) 연대측정을 실시하였다. 연구결과 , LT2면은 해양산소동위체시기(MIS)로 볼 때, MIS 5d 혹은 5e 에 해당하며, LT3면은 MIS 5a 로 해석된다. 특히 LT2퇴적층의 형성은 최종간빙기 최성기의 해침작용과 관련되어 형성되었다.
지질-지형의 안정성을 논할 때에 가장 기본이 되는 것은 융기율이며, 융기율 산정을 위해서 가장 널리 쓰이는 방법은 해안단구의 높이를 측정하는 것이다. 해안단구는 기본적으로 해수면 높이에서 형성되는데, 현세 동안에는 해수면 높이와 해안단구의 높이 모두 불확실하다. 본 논문에서는 현세 동안의 해수면 높이, 해안단구 높이, 그리고 GPS 상시관측 결과 등을 토대로 한반도의 융기율이 지역에 따라 차이가 있음을 밝히고자 하였다. 강원도와 전라도 해안은 최소한 현세 초기 이후 대체로 안정한 것으로 보이며, 경상도 일대는 현세 중기 이후에 상당량 융기한 것으로 판단할 수 있다. 한반도에서 지역적으로 융기율의 차이가 나타나는 양상은 육괴의 분포와 연관되어 있을 가능성이 높다. 물론 이러한 육괴의 경계는 단층이므로 단층의 역할이 크겠지만, 기본적으로 지역적 융기율의 차이는 육괴 자체의 특성에 따르는 것으로 보는 것이 타당할 것이다. 그 특성은 지구조 규모의 응력에 반응하는 정도 차이, 지각 두께의 차이 등을 포함할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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