풍화 침식 작용 - punghwa chimsig jag-yong

지표 부근에서 암석은 잘게 부서지고 깎여나가며, 부서진 조각들은 다른 곳으로 운반되어 쌓입니다. 이러한 일련의 과정은 주로 태양에너지와 중력 에너지가 하는 일입니다. 풍화, 침식, 운반 및 퇴적에 대해 얘기해보겠습니다.

풍화의 개념

풍화, 즉 Weathering이란 지표 부근의 환경에서 지구 구성물질들, 특히 암석이 이 환경 조건에 따라 분해 및 재구성되는 현상을 말합니다. 분해되는 물질들은 암석, 유기물 또는 기타 고형 물질들로 현재 놓인 환경과는 다른 환경에서 생성되어 궁극적으로는 불안정한 물질들이며, 지질학에서는 주로 암석의 분해를 풍화라 지칭합니다. 풍화를 통한 고형 물질의 분해는 단순 기계적인 부서짐과 함께 화학적인 반응을 통한 분해를 포함합니다. 우리는 전자를 물리적 또는 기계적 풍화라 하고, 후자를 화학적 풍화라 합니다. 이 둘은 많은 부분 무기적으로 진행되지만 적지 않은 양은 생물의 활동을 통해서도 이루어집니다. 그럼 물리적 풍화와 화학적 풍화에 대해 좀 더 자세히 알아보겠습니다. 물리적 풍화란 물리적인 힘 또는 기계적인 작용을 통해 물질을 부수거나 깨뜨리는 작용입니다. 물리적 풍화를 일으키는 요인은 온도 변화, 동결, 압력 변화, 수류 작용, 광물 성장 및 기타 생물에 의한 작용 등이 있습니다. 온도 변화는 물질들의 온도에 따른 신장 수축의 차이로 인해 깨지거나 부서지게 합니다. 동결, 특히 물의 동결로 인한 부피의 증가로 틈 사이가 벌어지면서 깨집니다. 압력 변화는 본래 만들어진 환경보다 압력이 감소하는 것을 의미하는 것으로 이 때문에 물질이 팽창하면서 갈라지거나 떨어져 나갑니다. 수류는 틈에 공기를 가두었다가 후에 이를 팽창시켜 틈을 벌립니다. 벌어진 틈과 같은 빈 공간에서 광물이 성장하면 이 광물 성장의 힘으로 틈을 더욱 벌리거나 쪼갭니다. 생물에 의한 물리적 풍화는 예를 들어 이끼 등이 바위 표면에 붙어 수분을 유지하여 이 수분에 의한 물리적 풍화를 유발하거나 식물의 뿌리 등에 의해 틈이 좀 더 깊어지고 넓어지는 물리적 풍화가 진행되는 것들을 말합니다. 이 그림은 동결에 의해 암석이 어떻게 쪼개지는지를 보여줍니다. 쐐기 모양의 벌어진 틈에 물이 차고, 이 물이 얼면 부피가 증가하면서 틈 양쪽의 암석을 밀어내 쪼갭니다. 아래는 실제로 이와 같은 동결 쐐기 작용에 의해 깨진 암석을 보여줍니다. 그 옆의 사진은 식물의 뿌리가 돌 틈으로 파고 들어가 성장을 하면서 암석을 쪼개는 장면과 암석의 깨진 틈으로 나무가 자라면서 암석을 쪼갠 장면을 보여주는 사진입니다. 이 사진은 미국 Zion 국립공원에서 흔히 볼 수 있는 암석 낙하 사진입니다. 이 암석 낙하는 동결 쇄기 작용에 의해 암석이 깨지면서 발생하였습니다. 이 사진은 미국 Yosemite 국립공원의 화강암이 그 외형을 따라 얇게 쪼개져 있는 것을 보여줍니다. 이것을 박리(Exfoliation)이라 하는데, 지하 깊숙이 있던 화강암이 지표에 노출되면서 압력이 제거되어 팽창하면서 일어나는 물리적 풍화현상입니다. 이 사진은 미국 Guadalupe 산맥 국립공원에서 식물의 뿌리가 암석의 틈으로 파고 들어가 쐐기 작용을 일으키면서 물리적 풍화를 일으키는 모습입니다.

화학적 풍화의 개념

화학적 풍화는 화학 반응을 통해 물질을 분해하는 것인데, 여러 반응 매질을 통해 진행될 수 있으나 지표에서는 대개 물을 매개로 진행됩니다. 화학적 풍화를 일으키는 반응들로는 용해, 가수분해, 산화 등이 있습니다. 이 외에도 몇 가지 풍화 반응들이 있지만 이 세 가지 반응을 통해 주로 화학적 풍화가 이루어지며 이를 통해 굳은 암석들은 약해지고 부서지게 됩니다. 이 사진은 펜실베니아 스테이트 칼리지 도로변에 노출된 오르도비스기의 비교적 신선한 석회암과 풍화된 석회암을 보여줍니다. 오른쪽의 노드를 보면 층간에 움푹 들어간 것이 보이는데, 이는 석회암을 구성하던 탄산염 광물이 선택적으로 화학적 풍화를 통해 용해된 결과이며, 암석의 깨진 틈을 따라 토양이 채워진 것을 볼 수 있습니다. 토양이 약간 붉은 것은 화학적 풍화 산물인 산화철의 존재 때문입니다. 이 사진은 영국 모레이 지역의 풍화된 화강 압입니다. 화학적 풍화에 의해 원래 암석의 특징이 많이 지워져 있습니다. 이 풍화 단면에는 많은 카올리 나이트 류 광물이 포함되어 있는데, 이는 화강암을 구성하던 장석류가 가수분해를 통해 만들어진 것입니다. 물리·화학적으로 풍화된 물질들은 쉽게 침식되고 운반되어 적절한 장소에 퇴적되게 됩니다. 이 작용들을 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

침식, 운반, 퇴적의 개념

침식(Erosion)은 지표 부근의 물질들이 중력이나 유체의 힘에 의해 제거되는 현상입니다. 풍화에 의해 생성된 미고결 물질들은 훨씬 쉽게 제거될 수 있기 때문에 침식당하는 것은 주로 이런 풍화 산물들이지만, 드물게 풍화되지 않은 물질들도 침식될 수 있습니다. 침식당한 물질들은 원래 있는 곳으로부터 다른 곳으로 이동되는데 이를 운반이라고 하고, 운반되는 물질들을 짐(load)이라고 합니다. 짐은 바닥에 끌리거나 구르거나 튀어서 운반되는 밑짐, 뜬 채로 운반되는 뜬 짐, 그리고 녹아서 운반되는 녹은 짐으로 구분됩니다. 유체의 운반력이 감소하면 어느 순간 바닥으로 내려앉아 더 이상 움직이지 않게 되든지 과도하게 녹은 성분들은 침전되어 쌓이게 됩니다. 이렇게 가라앉아 쌓이는 것을 퇴적, Deposition 또는 Sedimentation이라 합니다.

[질문]풍화와 침식

간단한 개념인거같은데 제가 비전공자라 잘 모르겠어서요...ㅜㅜ
풍화와 침식의 차이가 무엇인가요?

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댓글

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• 작성자열정. 작성시간 15.03.27 풍화는 물리적이나 화학적 작용으로 인해 토양화되는 과정을 말합니다.
  음.. 침식은 비슷한 개념이지만 유수, 지하수,바람,빙하,파도,해류,조석등에 의하여 지표 물질이 깎이는걸 의미해요
  풍화가 좀더 큰 개념일듯한데 화학적 작용도 포함한다는 차이점이 있는거같네요. 쉬운개념인데 막상 생각해보니 바로 인출이안되네요
  

• 답댓글 작성자인절미 작성자 본인 여부 작성자 | 작성시간 15.03.28 감사합니다.
  둘이 구분이 안가서 혼란스러웠는데 큰 도움이 되었어요^^
  혹시 그럼 풍화는 물리,화학적 작용으로 부스러지는것
  침식은 물리적작용으로 깍이는 것 이렇게 생각해도 되는건가요??

• 작성자비엠 작성시간 15.03.28 암석이 화학적 물리적 작용을 받아서 부스러지거나 분해되는 과정은 풍화고
  그 풍화 산물이 이동,제거되는 과정이 침식이예요

풍화 과 부식 암석이 분해되어 원래 위치에서 움직이는 과정입니다. 그들은 암석의 위치가 바뀌 었는지 여부에 따라 달라집니다. 풍화 작용은 암석을 움직이지 않고 암석을 퇴화시키는 반면, 침식은 암석과 토양을 원래 위치에서 옮깁니다. 풍화 작용은 종종 암석을 작은 조각으로 분해하여 침식을 일으키며, 그로 인해 침식력이 사라집니다.

풍화 대 침식

풍화와 침식의 주된 차이점은 공정이 이루어지는 곳에 있습니다. 풍화 작용은 암석의 위치를 ​​변경시키지 않고 암석을 퇴화시킵니다. 반면에 침식은 암석 또는 암석 입자가 원래 위치에서 옮겨지고 다른 곳에서 퇴적되는 원인이됩니다. 풍화 작용은 종종 암석을 바람과 물이 쉽게 옮길 수있는 작은 조각으로 분해하여 침식을 일으 킵니다. 바람 마모 풍화와 침식을 모두 포함하는 프로세스의 예입니다. 바람은 작은 조각의 암석을 집어 큰 돌에 불어 넣어 큰 지층의 작은 입자들이 부서 지도록합니다. 이것은 풍화 작용입니다. 같은 바람이이 입자들을 집어 들고 떨어져 나온 바위에서 멀리 떨어 뜨립니다. 이것은 침식입니다.

풍화의 종류

다양한 방식으로 암석을 변경하고 열화시키는 풍화의 두 가지 유형이 있습니다. 물리적 풍화 작용 바위의 물리적 구조를 무너 뜨린다. 예를 들어, 추운 환경에서 암석의 구멍으로 들어가고 얼어 붙은 물은 구멍이 확장되어 결국 암석을 분해하고 갈라지게 만듭니다. 같은 과정이 소금 축적이나 성장하는 나무 뿌리로 인해 발생할 수 있습니다. 물리적 풍화의 다른 형태는 바람이나 물이 암석을 서로 마찰시켜 표면을 매끄럽게 할 때 발생합니다. 화학 풍화 작용 암석의 화학 구조를 변화시켜 더 부드럽거나 부서지기 쉽습니다. 예를 들어, 바위에있는 철분은 산소와 반응하여 쉽게 분해되는 녹을 형성하거나 빗물에있는 산이 석회석과 대리석에서 칼슘을 제거 할 수 있습니다. 화학 풍화는 종종 물리적 풍화에 앞서서 암석을 바람과 비와 같은 힘에 더욱 취약하게 만듭니다.

부식의 유형

여러 유형의 침식은 바위, 돌 또는 토양을 그 위치에서 옮기는 힘으로 구분됩니다. 물은 침식을 일으키는 가장 일반적인 힘입니다. 강은 닳아 없어져서 은행에 따라 바위와 흙을 옮깁니다. 그랜드 캐년은 수억 수천만 년의 침식으로 형성되었습니다. 비슷한 침식이 바다에서 일어나며, 물과 파도가 움직이기 시작하면 해안선 암석 입자가 분해됩니다. 바람에 의한 침식은 화산재, 먼지 및 암석 중 작은 입자에서만 일어날 수 있지만 여전히 원래 위치에서 대량의 입자를 이동시켜 사구와 같은 인상적인 지형을 만들 수 있습니다. 얼음에 의한 침식은 세계의 대부분 지역에서는 거의 일어나지 않지만 얼음은 다른 대부분의 침식력보다 훨씬 더 큰 암석을 이동할 수 있습니다. 얼음은 거대한 둥근 돌을 원래 위치에서 멀리 날아갈 수 있습니다.