카르스트 지형, 석회지표지형, 석회지하지형

1. 카르스트 지형

습윤기후 지역이면서 기반암이 석회암으로 이루어진 지역에서는 석회암이 물에 용식되는 성질 때문에 카르스트 지형이 발생합니다. 석회암의 주요 광물인 방해석은 칼슘이 주성분으로, 물에서 탄산 성분이 쉽게 녹기 때문에 형성되는 지형으로 지표에 발달하는 지형과 지하에 발달하는 지형으로 구분됩니다. 또한 석회암이 용식되어 나타난 지형을 1차 지형이라고 하고, 물에 용해되어 있던 탄산칼슘이 침전되어 형성된 지형을 2차 지형이라고 합니다. 칼슘은 저온의 물에 포함된 탄산에 잘 녹지만, 물속에 용해되어 있는 탄산가스농도가 수온보다 석회암의 용식에 더 큰 영향을 미치는 변수가 됩니다. 따라서 물이 지표에서 지하로 투수되며 토양층을  통화할 때 흡수되는 이산화탄소의 양이 중요한 변수로 작용합니다. 결과적으로 식물의 뿌리에서 이산화탄소의 배출량이 많은 열대와 아열대 기후 지역에서 석회암의 용식이 더 잘 일어나며, 냉대와 온대기후 지역보다 카르스트 지형의 규모가 더 크게 발달되어 있습니다. 

2. 석회 지표지형

석회암의 용식으로 지표에 발달하는 지형은 요지와 철지로 구분됩니다. 요지에 속하는 지형은 돌리네, 우발라, 폴리예가 있습니다. 이들은 평면 형태가 모두 원형, 타원형 또는 장방형으로 나타나는 공통점이 있습니다. 규모에 있어서 차이가 나타나는데, 돌리네가 가장 작은 규모로 발달하며 평면 형태의 직경이 수미터에서 수십 미터로 나타납니다. 깊이는 대체로 1미터 내외가 대부분입니다. 대체로 용식작용을 받아서 발달한 '용식돌리네'는 깊이가 1m 이내가 대부분입니다. 대체로 용식작용을 받아서 발달한 용식돌리네는 깊이가 1미터 이내이고 가장자리의 사면의 기울기도 완만하지만 지하동굴의 함몰에 의해서 발달한 '함몰돌리네'는 사면의  경사가 수직에 가깝고 깊이도 1미터 이상인 것도 있습니다. 여러 개의 돌리네가 집중되어 있을 경우 평면적으로 확대되어 2개 이상의 돌리네가 합쳐져서 평면적이 넓게 발달한 것을 우발라라고 합니다. 이경우에 깊이도 훨씬 깊어져서 구릉으로 둘러싸인 형태를 나타냅니다. 폴리예는 우발라보다 평면적이 더 넓어 마치 분지를 연상케 할 정도입니다. 폴리예는 단순히 용식작용에 의해 발달하기보다는 지질구조의 특징이 반영된 것으로 용식분지를 이룹니다. 이러한 요지의 형태를 나타내는 지형들은 배수구가 발달해 있는 것이 특징인데 , 볼리네 중앙에 싱크홀이라고 하는 배수구가 발달하기도 합니다. 돌리네 자체를 싱크홀이라고도 합니다. 폴리예의 경우 용식분지를 흐르는 하천이 포노르라고 하는 배수구를 통해서 지하로 스며들어 지하로 흐르게 되는데, 이러한 하천을 싱킹크리크 라고 합니다. 

3. 석회 지하지형

석회암 지역의 지하에는 지하수의 용식작용으로 인한 지하수계의 발달이 다양한 규모의 동굴의 발달시킵니다. 동굴을 이루는 터널은 바로 지하수가 흐르던 유로의 흔적입니다. 지하 수계가 새로운 유로를 발달시키며 계속 확장되면서 뒤에 남게 되는 구 유로가 바로 동굴인 것입니다. 동굴이 발달한 후에 지하수면이 낮아지고 건조하게 되면 용식작용이 거의 중단되기 때문에 dead cave라고 하며, 지하수면 아래에 위치하여 계속 용식작용이 진행되고 있는 것을 active riner cave라고 합니다. 동굴 내부에는 건조하거나, 지하수가 차있거나, 물속에 용해된 칼슘과 이산화탄소가 결합해 이루어진 탄산칼슘이 침전하여 이루어진 지형이 복잡하게 발달하게 됩니다. 지하수의 용식작용으로 이루어진 동굴 저네를 1차 지형이라고 하고, 탄산칼슘이 동굴내부에 침전 되어 형성된 지형을 2차 지형이라고 합니다. 2차 지형은 종유석, 석순, 석주를 비롯하여 석회커튼, 석회화단구, 림스톤, 림스톤폰드, 곡석, 석화, 동굴산호등 다양한 종류가 발달하는데, 이를 다 합쳐서 스펠레오 뎀이라고 합니다. 종유석은 동굴 천장에 탄산칼슘이 침전되어 중력방향으로 발달하는 것이고, 석순은 동굴바다악으로부터 위로 발달하는 것입니다. 이 두 가지가 만나면 석주가 됩니다. 석회커튼은 종유석이 횡적으로 길게 펼쳐진 형태로 발달한 것입니다. 석회화단구는 바닥이나 벽에 탄산칼륨의 침전으로 발달한 지형이고, 석회화 단구둘레에 탄산칼슘이 침전되어 마치 성벽처럼 발달한 검이 림스톤입니다. 그 안쪽에 물이 고이면 림스톤 폰드라 합니다. 물속에 용해되어 있던 탄산칼슘 이외에 공기 중의 수증기에 포함되어 있던 탄산칼슘이 침전하면 곡석, 석화라고 하는 신비한 형태의 스펠레오 뎀이 형성되기도 합니다. 

카르스트 지형, 석회지표지형, 석회지하지형