화산작용과 화산분출물

 

1. 화산작용

지하 깊은 곳의 마그마가 지표로 올라오는 활동을 호산작용이라고 하며, 화산작용에 의해 형성되는 각종 지형을 화산지형이라고 합니다. 마그마는 광물결정과 용존가스가 포함된 암석의 용융체로서, 온도가 충분히 높아서 지각이나 맨틀이 용융될 때 생성됩니다. 마그마가 존재하는 지하 공간을 마그마 체임버라고 합니다. 이는 지하 약 2-10km 정도에 위치하고 있으며, 화도를 통해 상부로 이동되고 화구를 통해 용암이나 가스 등의 형태로 지표에 분출되며 이를 화산이라 합니다. 분출된 용암은 지표에서 공기나 물에 닿으면 급속하게 냉각됩니다. 마그마의 구성 성분은 산성에서 염기성에 이르기까지 다양합니다. 산성에 가까울수록 가스를 많이 포함하고, 높은 압력하에 있어서 지표에 도달할 때는 폭발적이나 염기성인 경우는 폭발성이 약하기 때문에 이들은 서로 다른 화산 구조를 형성하게 됩니다. 

 

2. 화산분출물

지하 깊은 곳의 마그마가 화도를 통하여 지표에 접근하게 되면 압력이 그복히 감소하므로 마그마 중에서 기체성분이 분리되어 화산가스를 형성합니다. 화산가스의 대부분은 수증기이며 약간의 이산화탄소가 포함되어 있는데, 이들이 화산으로부터 방출되는 전체 가스의 98% 이상을 차지합니다. 그 이외 질소, 아황산가스, 수고, 일산화탄소, 황, 염소 등이 포함되어 있습니다. 수증기의 대부분은 지하수나 화구호 및 해수와 같은 지차수에 유래된 것들이 재순환하는 것이며, 가스 속에 포함되어 있던 산소와 수소 성분이 분출 시에 합성되어 물이 되는 경우도 있습니다. 지구 내부에 있던 물이 처음으로 지표에 나와 수권에 추가되면 이런 물을 초생수 또는 처녀수라고 합니다. 다량의 수분을 함유하고 있는 화산가스는 지구의 탄생이래 무과대기를 형성하는데 큰 역할을 하였습니다. 마그마는 지표에 분출되어 대부분이 가스가 방출된 후 고화되기 전이 유동성의 상태에 있는 것을 용암이라 합니다. 용암이 굳어진 것은 고체 용암 또는 화산암이라 합니다. 용암이 굳어진 것은 고체 용암 또는 화산암이라 합니다. 용암의 유동성은 온도와 SIO2의 함량에 의해서 결정되어 고온이고 염기성일수록 유동성이 크고, 저온이고 산성이면 점성이 커져서 유동성이 작습니다. 용암의 온도는 보통 800-1200도씨 정도로 조성과 가스의 함량뿐만 아니라 같은 화산에서도 시기에 따라 달라집니다. 가스의 함량이 높은 경우 온도가 700도씨 정도로 내려가도 계속 유동합니다. 그러나 용암이 결정화되고, 가스가 대부분 방출된 후 다시 유동성을 지내게 하려면 수백 도나 더 높은 온도를 필요로 합니다. 즉 용암이 가스를 상실한다는 것은 고화된다는 것을 의미합니다. 현무암질 용암은 유동성이 강한 염기성 용암으로  먼 거리에까지 쉽게 흘러내리는 경향이 있으므로 넓고 평탄한 용암대지를 발달시킵니다. 이에 비해 규산질이 용암은 액체일 때라도 점성이 매우 높으므로 멀리 흘러가지 못하고 고화되어 급경사의 화산체를 이룹니다. 염기성 용암류는 고화되기 직전에 거품의 상태를 이루는가에 따라 두 가지 대조적인 형태를 나타냅니다. 그 하나는 괴사용암이고 다른 하나는 로피용암이라고 하는데 하와이에서는 전자를 아아용암이라 하고 후파즐 파호이호 용암이라고도 합니다. 현무암이나 안산암에서 찾아볼 수 있는 주상절리는 뜨거운 요암이 표면이 냉각될 때 발생된 수축작용으로 발달합니다. 냉각이 진행됨에 따라 용암의 표면에는 건열과 같은 균열이 발생하며 이들 균열에 의해 분리된 돌기둥은 용암의 두께와 냉각 속도에 따라서 높이 수십 미터, 지름 수십 센티미터에서 수미터의 규모로 발달합니다. 세립의 대지현무암이나 조면암질 용암에서는 이러한 주상절리가 잘 발달해 있는 것이 특징입니다. 우리나라 제주도나 한탄강 연안의 주상절리나 울릉도 남양동의 국수바위가 대표적인 예입니다. 화산분출물 중 폭발에 의해 지표에 방출되는 파편형태의 암편이나 암분을 총칭하여 화산쇄설물이라 합니다. 이들 중 직경이 1/16mm이하의 것은 화산진, 1/16-2mm 정도의 입자는 화산재 또는 화산화 라고 합니다. 2-64mm의 것은 화산력과 분석이라 하고, 64mm이상의 것 중에서 모가 난 것을 화산암과 둥근 것을 화산탄이라 합니다. 입자의 크기가 작은 화산재와 화산진은 바람을 타고 비교적 먼 곳 까지 날아갑니다 .백두산의 화산재층이 일본에서 발견되기도 합니다.