Ⅱ. 풍화작용과 풍화지형
1. 풍화작용의 종류와 요인
1)풍화작용
지표의 암석이 물리,화학적으로 제자리에서 파괴되는 과정
절리-지표의 기반암이 제자리에서 쪼개져 생긴 틈
(1)기계적 풍화작용
가. 압력의 감소에 의한 팽창
판상절리, 박리
나. 이질결정체의 성장
쐐기작용, 서릿발작용, 염풍화
다. 열또는 수분에 의한 팽창과 수축
건습풍화, 수면층풍화
라. 생물의 기계적 풍화작용
나무의 쐐기작용, 굴착하는 동물
(2)화학적 풍화작용
기계적 풍화는 화학적 푸오하를 촉진시킴
가. 산화작용
환원작용
나. 용해작용
석회암과 같은 탄산염 광물은 물속의 탄산과 반응하여 녹음
탄산가스가 많이 녹아 있을수록, 수온이 낮을 수록 더 잘녹음
다. 가수분해
이온과 치환되는것(H+,OH-)
라. 수화작용
물이 광물의 분자들과 화학적으로 결합하여 무수광물이 유수광물로 변화는 과정
셰일이나 석고의 붕괴
마. 킬레이트 작용
유기화합물인 탄화수소가 금속 이온에 붙어서 화학적으로 강하게 결합하는 현상
바. 생물화학적 풍화작용
생물이나 유기물이 일으키는 화학적 풍화작용
식물의 뿌리나 미생물의 호흡으로 생성된 이산화탄소가 용해작용을 증가시키고, 물과 반응하여 H+이온을 생성하여 가수분해를 촉진
2) 풍화작용에 영향을 미치는 요인
(1) 광물의 종류와 암석의 구조
조암광물들의 화학적 풍화에 대한 저항력은 광물의 정출 순서와 반대되는 경향을 가짐
광물의 이온결합구조가 풍화에 대한 저항력에 영향을 미침
세립질 광물보다 조립질 광물이 풍화에 약함
절리나 층리가 발달한 암석은 물과 공기의 침투가 용이하므로, 풍화가 빨리 진해오디는 경향이 있음
광물을 구성하는 각 원소들은 pH에 따라 용해도가 다름
(2) 기온과 강수량
물과 고온의 열은 화학적 풍화를 촉진하므로, 화학적 풍화는 고온 다습한 열대 지방에서 우세
기계적 풍화는 대체로 한랭하고 일교차가 크며, 건조한 극지방이나 고산지역 등에서 우세
(3) 지형의 경사와 향
급경사에 존재하는 암석은 풍화 이후 사면 이동에 의해 쉽게 제거되므로, 신선한 기반암이 새로 노출되어 지표에서 나타나는 암석의 풍화정도는 미약함
남사면은 겨울철에 낮과 밤의 일교차가 크므로, 기계적 풍화가 활발할 수 있음
(4)동물과 식물의 활동
나무뿌리가 쐐기작용
쿨착하는 동물
지의류나 미생물의 활동에 의한 생화학적 풍화작용
(5) 시간
시간이 오래될수록 암석의 풍화도는 더 높아지나 초기에는 풍화가 빨리진행되지만, 시간이 갈수록 풍화의 진행 정도는 더디어짐
초기에는 지표 부근에서 풍화가 빠르지만, 시간이 갈수록 지표보다는 지중에서 풍화가 심해짐
습윤한 지역의 암석은 수백년이면 풍화가 가시적으로 나타나지만, 건조한 지여그이 암석은 풍화가 매우느림
2. 풍화지역
1)풍화에 의한 지형
(1) 풍화층(풍화된 물질)
풍화 받지 않은 신선한 기반암 상부에 위치한 풍화된 물질로 이루어진 곳
새프롤라이트-풍화에 의해 푸석푸석해진 암석, 조립질 열대습윤 기후지역에서 잘발달, 연암, 절 리가 많은 암석에서 잘 발달, 절 리가 없는 암석, 석영맥, 규암 등에서는 발달 정도가 덜함
풍화전선-신선함 암석과 풍화된 암석의 경계
심층풍화-지하 깊은 곳까지 풍화작용을 받는 현상 절리의 밀도(절리가 깊어야지 물과 공기가침투) 및 지하수면과 관련(지하수면이 낮아야 공기가 들어가고 물도 들어가니까 풍화가 잘됨)
구상풍화-모서리부터 풍화가 진행되어 둥글어진 블록
핵석-구상풍화에 의해 절리면 내부에 남겨진 신선한 암석
그루스-화강암이 풍화되어 그 자리에 생성된 풍화 쇄설물(미립의 점토를 많이 포함)
(2) 토르(Tor,토어)
구상풍화 및 심층풍화가 진행된 후, 새프롤라이트가 제거되어, 남겨진 핵석이 불안정한 석탑처럼 쌓여 이루어진 암괴 지형
가. 토르형성에 대한 2가지 이론
1단계 발달론-주빙하형토르
지상풍화
지표에 노출된 기반암이 주빙하 지역에서 동결파쇄작용등을 통해 형성됨
주로 기계적 풍화로 토르가 각진 형태로 나타남
2단계 발달론-사바나형 토르
지중풍화(심층풍화)
기반암의 절리를 따라 심층풍화가 진행되는 과정에서 핵석이 형성되고, 이후 표면의 풍화층이 제거되어 핵석이 지표에 노출되어 토르가 형성
화학적 심층풍화로 토르가 둥근형태로 나타남
나. 우리나라의 토르
특성-산정상과 능선부에 잘 나타남, 토르의 원마도가 높은편임, 토르의 주변 기반암의 경계가 뚜렷이 구분됨
성인- 화학적 심층풍화와 관련된 사바나형 토르로 추정, 제3기의 아열대성 기후환경에서 심층푸오하가 진행되고, 제4기의 주빙하성 기후환경에서 솔리플럭션에 의해 새프롤라이트층이 제거됨으로써 형성
(3)보른하르트
돔모양으로 노출된 거대한 기반암체
절 리가 적은 화성암이 미약한 풍화를 받은후, 새프롤라이트가 제거되면서 남겨져 형성
돔형 인셀베르그
(4)입상붕괴
광물의 입자가 큰 조정질 암석이 풍화에 의해 모래알크기의 광물 알갱이로 부서지는 현상
(5)풍화혈
풍화에 의해 암석의 표면에 파인구멍
화강암-입상붕괴에 의해 잘 발달
역암-역이 풍화로 기반암에서 분리되어 떨어져 나와 형성
나마, 타포니, 그루브
(6)풍화테
풍화작용을 받은 암석의 바깥쪽에 점토광물이 집적되어 형성된 황갈색의 띠
(7)세계의 풍화대
가. 알루미늄 집적대
습윤지역에서 매우강한 화학적 풍화로 형성
나. 카올리나이트 집적대
계절적인 강한 화학적 풍화로 형성
다. 스멕타이트 집적대
중간정도의 화학적 풍화로 형성
라. 미약한 화학적 풍화대
화학적 풍화가 미약하고, 풍화 산물이 거의 집적되지 않은 지역
마. 포드졸화 지대
기온이 낮아 화학적 풍화가 미약한 지역
바. 빙설 지대
빙상이 존재하여 화학적 풍화가 일시 정지된 지역
사. 구조운동(산악)지역
다양한 풍화작용이 발생하지만, 풍화 산물의 집적은 미약한(경사가 기울어져 풍화가 나면 흘러내려져가나가 산물은 미약) 산악 지역
3. 토양
1) 토양
풍화작용등에 의해 형성된 모재(풍화 및 토양생성작용을 통해 토양을 형성하는 근본 물질)가 토양생성작용을 받아 형성된 지표면의 얇은 층
2) 토양 단면과 토양의 유형
(1)토양단면
색깔과 물질구성을 기준으로 구분
A,B층은 토양생성작용을 받은 층, C층은 모재층, D층은 기반암
가. O층
유기물로구성
나. A층
유기물이 썩은 부식집적되어있어, 어두운색을 띰
점토, 유기물 등 용해 및 이동성을 가진 물질들이 아래로 용탈 및 세탈 됨
다. E층
A층과는 점이적(딱 끊기가 머하다)이며, 산화물이 부족하여 회색이나 백색을 띰
라. B층
A층과C층과의 점이대
A층으로부터 운반된 물질들이 집적대를 형성
점토, 알루미늄, 철등이 집적되어 있으며, 이들의 영향으로 붉은색이나 황색을 띰
마. C층
가장 아래쪽에 있는 모재로 이루어진 층, 토양이라기보다는 풍화층으로 볼 수 있음
(2)성대토양
지역의 기후 및 식생에 따라 특징적으로 발달한 토양(포드졸,라테라이트,체르노젬등)
가. 포드졸화 작용
포드졸-산림이 발달해 있으나,, 기온이 낮아, 토양 내 미생물의 활동이 어려운 습윤기후 지역에서 발달
아극기후의 타이가 지대에서 가장 활발
유기물과 부식이 지표에 두껍게 쌓임
강산성의 토양수가(소나무잎등은 상당히 산성) 염기를 녹여 내리는 용탈작용과 미립물질을 씻어 내리는 세탈작용을 일으킴
나. 라테라이트화 작용
라테라이트토-고온 다습한 열대 우림 지역에서 발달하는 토양
화학적 풍화작용과 토양 내 미생물의 활동이 활발하여 표층의 염기와 유기물은 대부분 용탈 및 세탈되어 제거됨
철과 알루미늄의 산화물이 두꺼운 층을 이루며 잔류하며, 토양은 적색을 띰
라테라이트-라테라이트토가 돌처럼 단단하게 굳은것
다. 석회화 작용
강수량보다 증발량이 많은 반건조 지역에서 발달
염기가 토양층에 잔류-우기에는 용탈되지만 건기에는 모세관수를 따라 표층으로 다시상승
A층은 염기가 순환, B층은 탄산칼슘이 집적
체르노젬-중위도 반건조지역에서 염기와 부식이 풍부한 비옥한 흑토
건조한 사막은 부식이 없고 탄산칼슘이 표층까지 올라와 석회각이 발달
(3)간대토양
존하고 상관없는 중간중간에 나타나는 지반이나 지질의 특성
모재나 지형의 특성에 따라 발달한 토양
습지토양, 염류토양, 테라로사
(4)비성대토양
급경사의 사면이나 충적층과 같이 최근에 형성된 모재의 토양으로 토양생성작용이 충분하지 않은 미성숙토(A,O,B등이 명확하지 않는 토양)
(5)다성인적토양
과거와 혀재의 다른 기후환경에서 형성된 토양이 복합적으로 나타나는 토양
(6)고토양
과거의 기후 환경에서 발달한 토양
우리나라의 구릉지에 발달한 적색토는 지난 간빙기의 온난습윤한 기후 조건을 통해 형성된 것으로 추정