이번 연구에서는 해남군 이진리 해안단구가 마지막 간빙기 최온난기(Marine Isotope Stage 5e; MIS 5e)에 형성되었음을 최초로 밝힌다. 이는 해발고도 4.8 m에서 8.8 m까지의 단구이며, 4개의 unit로 나누어진다(unit I: 4.8-5.3 m, unit II: 5.3-6.8 m, unit III: 6.8-8.3 m, unit IV: 8.3-8.8 m). 연구대상 퇴적층은 10-30 cm 간격으로 입도분포, 대자율, 함수율 등의 물리특성 분석, 주원소와 미량원소 분석, 점토광물 정량분석 등을 실시하였으며, OSL 연대분석을 통하여 unit II와 III이 MIS 5e에 형성된 것으로 추정하였다. 퇴적층에 포함된 원력들은 주변에 하천이 없는 점으로 미루어 주변 배후 산지에서 바다로 유입된 쇄설물들이 바다에서 마모 작용을 받은 후 재퇴적된 것으로 추정된다. 연대측정 결과, 전반적으로 매우 빠른 퇴적률을 보이는 점은 최온난기(125k; unit II 하위)를 전후한 급격한 해수면 상승과 더불어 강우량 등의 증가로 인해 쇄설물 유입이 증가한 것으로 추정된다. 연구 지역의 점토 광물 비를 현재의 조간대, 황해와 비교한 결과, 연구 지역의 퇴적물은 바다의 영향을 많이 받은 것으로 추정된다. 이 결과는 과거 해수면이 높았던 시기의 수문 활동 및 퇴적 환경을 규명하는데 활용될 수 있을 것으로 보인다.
하구역의 지형변화를 예측하기 위해 3차원 해빈 변형 모델을 통한 계산이 수행되었다. 본 모델은 수심적분을 기초로 한 준 3차원 연안흐름 모듈로 구성되며, 해안선의 변화, 부유사의 이송-확산 효과를 고려할 수 있다. 우선 모델의 성능을 확인하기 위해 3차원 해빈 변화 모델이 하구역 사주 형성에 적용되었다. 다음으로 동해에 인접한 Ara 강 하구에 모델이 적용되었다. Ara 강의 사주의 동계 변화가 재현되었으며 계산결과는 현장 관측 결과와 좋은 일치를 나타냈다.
국립공원에 속한 거제시 동부면 학동해수욕장의 자갈해빈에 대한 7개월에 걸친 모니터링 결과 자갈해빈은 월별로 주기적인 변화를 보였으며, 특히 대형 태풍의 내습으로 해빈단면 전체에 큰 변화가 나타났다. 연안의 구조물은 침식을 가속화시키는 것으로 알려져 있으며, 이곳 학동에서도 예외는 아니다. 해빈을 관통하는 하천의 벽이나 하상이 콘크리트로 축조되고, 해안단구가 방호벽으로 인해 단절되면서 퇴적물 공급과 제거 간에 불균형이 발생하면서 해안침식이 일어나고 있는 것으로 판단된다. 해안 관광자원의 지속적인 유지를 위해서는 다양한 요인에 대한 장기적인 모니터링을 통해 해안보호대책을 수립해야 될 것으로 사료된다.
최근 해안환경적 측면 뿐 만 아니라 사용자의 측면에서 도류제나 방파제와 같은 연안구조물에 의하지 않고 연안에서의 해빈을 보존하기 위한 대책이 요구되고 있다. 연안에서의 표사문제의 대책을 수립하기 위해서는 연안에서의 표사 뿐만 아니라 배후지의 하천으로부터 유출되는 유사량을 포함한 종합적인 토사관리의 필요성이 증가하고 있다. 이같은 관점에서 본 연구에서는 연안해역으로 유출되는 하천 유사와 이송, 하구에서의 사주발생과 발달 그리고 하구폐색과 연안으로 유출된 유사의 효율적인 저류문제와 홍수시 외해로 유출되는 유사의 특성에 대해 검토하였다. 최근 강릉 남대천 하구에는 하구폐색과 하구사주의 발생에 따른 대책으로 2005년에 총연장 260 m의 도류제를 건설하였다. 이에따라 본 연구에서는 도류제 건설에 따른 남대천하구에서의 토사이동특성 및 해저지형 변동과 표사이동을 해석하기 위한 다양한 수치실험을 수행하였다. 이를 위해 먼저 남대천 하구역에서 유출되는 유사량을 혼합입경의 관점을 가정하여 1차원 수치해석을 통하여 해석하였다. 또한 하천에서 유출된 유사의 이동특성과 하구현상을 파악하기 위해 하천류의 유동특성과 바람장에 의한 취송류를 검토하였다. 그리고 파동장, 해빈류 및 해저지형변동을 수립하여 본 남대천 하구인근에서의 표사이동 특성을 해석하였다.
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.
계단형 평탄지형면인 해안단구는 고해수면을 지시하는 표식지형으로 가까운 지질시대동안 일어났던 지구조운동 정보를 제공하는 지질학적으로 매우 의미 있는 지형이다. 한반도의 동해, 서해 그리고 남해안 모두 해안단구가 발달하고 있으며 그 중 동해안에 가장 잘 발달하고 있다. 동해안의 해안단구는 4-6조로 해발고도 수m 에서 수십m 상위에 발달하고 있다. 이들 중 최하위 단구를 제외한 모든 단구는 중기 플라이스토세 이후에 형성되었고, 특히 OSL 연령과 고지자기 층서의 블래이크 사건(Blake excursion event)에 따르면 2단구와 3단구는 공히 최종 간빙기에 대비된다. 플라이스토세 해수면변동 곡선과 단구의 구정선고도를 서로 대비하여 본다면 동해안에서 중기 플라이스토세 이후부터 중기 홀로세까지 광역적 지구조 운동이 일어났음을 알 수 있다. 또한 강릉에서 부산까지 해안단구의 구정선 고도가 지역별로 상이하며 4개 지역으로 구분할 수 있다: 강릉-용한리(I), 호미곶-나정(II), 나정-방어진(III), 왜성-부산만(IV). 구정선 고도가 지역 간 서로 다르게 발달하고 있는 것은 오천단층 혹은 그의 부수단층, 감포 선구조, 울산단층 등에 의한 지괴운동에 의한 것으로 해석된다. 구정선 고도와 단구 평탄면 형성시기를 상호 함수로 한 동해안의 융기율은 0.2-0.3m/ky 범위 내외이며, 구정선 고도에 따라 융기율은 지역적으로 다르다.
본 연구는 함평만의 간석지 해안지형의 분포특징과 그 변화과정이다. 함평만은 하천의 유입이 없는 분지형태와 같은 반폐쇄형 만으로, 외해 만 입구는 좁고, 내해로 가면서 넓어지는 형태이다. 이곳의 퇴적물 공급원은 조류와 연안사면에서 이동된 물질이다. 연구지역의 주요 지형요소는 간석지, 갯골, 조간대사주, 해식애, 해안단구 등이다. 간석지형은 입도조성에 따라 뻘 간석지, 사질혼성 간석지로 분류되었다. 뻘 간석지는 갯벌이 간석지와 연속성을 보이며 완만히 이어지는 해안지역에, 그리고 사질혼성 간석지는 해식애와 해안단구 기저 지역에 발달하였다. 일부 해안 지형에서는 신생대 4기 해수면 변동으로 퇴적된 지층이 확인되었다. 10년간 간석지 입도조성 변화 분석에서 모래는 2%, 실트는 6% 증가하였고, 점토는 9% 감소하였다. 오목형 간석지에는 염생식물이 정착해 있다. 염생식물의 분포 면적 변화는 2001년에 2.4km2에서 2009년에는 9.3km2로 약 4배 확대되었다. 같은 시기 염생식물 분포 지역에서 평균입도는 6.5φ에서 4.5φ로 조립화되는 경향을 보였다.
A number of unconsolidated deposits, consisting of a layer of gravels and silt, are found in Dangjeong-ri, Seocheon-gun in the western coast. From below in the stratigraphic sequence, the gravel layer ranging up to a maximum thickness of about 2 meters is interpreted as being formed by fluvial processes of an old channel (Dangjeong S.), and the overlying silt or sandy silt layer of 2 to 3 thickness meters is assumed to be emerged paleo-tidal sediments which was deposited in low tidal-energy environments. As the results of rock surface IRSL datings, the depositional ages of gravels are confirmed as ca. 78,000 ~ 83,000 years BP, indicating that the layer was formed in response to a high-stand sea level of MIS 5a along the Dangjeongcheon estuary. It is presumed that the relative height of 4.5 meter between the altitude of the stream bed (9.5 m) and the altitude of the bedrock boundary in the gravel layer (14 m) indicates the uplift amount since deposition. Paleo-sedimentary environments and an altitude of paleo-shoreline in the study area will be discussed with additional age dating focused on the silt layer.
韓半島에 분포하는 第四紀 地層들에 대한 기존의 지질학적 연구는 극히 미소한 편이였으며 계곡이나 평야등지에 분포하는 沖積層들이 第四紀 동안의 유일한 地層으로 대표되어 왔다. 따라서 韓半島의 第四紀 地質時代는 그 대부분이 堆積보다는 浸蝕이 우세하였던 시대로 認識되었으며 기존의 지질도들에 의하면 沖積層의 형성시기를 제외한 第四紀는 不整合으로 표시되었다. 이는 韓半島의 지질과 지형이 第四紀 地層이 형성되어 현재까지 殘存해 있을 수 있는 커다란 堆積盆地를 이루지 못한데 있다. 이와 반면에 現 地形의 산록이나 해안주변등에서는 서로 堆積 환경과 時代를 달리하는 第四紀 地層들이 소규모적이나 수직적으로는 良好한 분포를 보이는 지역들을 발견할 수 있다. 그 대표적인 예로서 동해안의 3개지역(북평, 울진, 포항)과 서해안의 고창지역에서는 砂礫이나 砂質粘土등으로 구성되어 있는 第四紀 地層들이 발달하여 있다. 本 地層들의 분포위치, 堆積相 및 古地磁氣 연구로서 地質時代를 규명하였으며 堆積構造와 粘土광물 분석등을 통하여 이들의 古環境을 해석하여 第四紀 동안 韓半島의 地質史를 규명하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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