빙하의 종류
빙하는 크게 대륙빙하(continental glacier) ·곡빙하(valley glacier) · 산록빙하(piedmont glacier)로 나눌 수 있다. 대륙빙하는 광대한 지역에 연속해서 발달하는 것으로 대부분의 경우 산꼭대기를 제외하고 산맥 전체를 덮는데 충분한 규모를 가지고 있다. 특히 남극대륙에서는 1280만㎢에 걸쳐 있으며 최근 조사에 의하면 두께는 3,700m에 이른다. 또, 그린란드에서는 160만㎢가 대륙빙하로 덮여 있으며, 최대 두께는 3,300m이다.
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산록빙하(piedmont glacier) 멘델홀빙하 / 미국 알래스카. | |
대륙빙하 중 규모가 작은 것을 빙모(氷帽)라고 하는데, 이는 아이슬란드와 스피츠베르겐제도 등지에 있다. 곡빙하는 산지의 골짜기를 흘러내리는 빙하로, 알프스 ·로키 ·안데스 ·히말라야 등의 모든 산맥을 비롯하여 세계 각지에 다수 존재한다. 세계 최대의 곡빙하는 남극대륙의 버드모아빙하로 길이 192km, 너비 40km에 달한다. 또한, 대규모의 곡빙하는 두께 300∼900m에 이르는 것이 많다.
산록빙하는 곡빙하가 산록에 이르러 그 너비가 넓어진 것으로 대륙빙하와 곡빙하의 점이형(漸移型)이다. 알래스카의 베링빙하 ·말라스피나빙하는 좋은 예이며, 모두 약 3,800㎢에 걸쳐 펼쳐져 있다.
빙하의 생성과 이동
만년설이 형성되는 하한(下限)의 고도를 설선(雪線)이라고 한다. 설선고도는 극지에서는 해면(海面)이나, 적도에 가까워질수록 점점 높아진다. 그러나 실제로는 남북 위도가 다 함께 20∼30 °의 이른바 중위도고압대 부근에서 설선고도가 가장 높아 최고 6,000 m에 달한다. 설선고도는 기후조건에 의해서 결정된다. 즉, 한랭해도 건조한 곳에서는 빙하가 존재할 수 없고, 비교적 따뜻한 곳에서도 많은 강설량(降雪量)을 보이는 곳에서는 큰 빙하가 발달한다.
만년설은 그 두께를 더함에 따라 서서히 적설(積雪)이 재결정되어 굳은 얼음이 생성된다. 처음에는 눈의 표면에서 융해 ·증발 ·응결하다가 솜 모양의 엷은 조각의 새로운 눈이 작은 덩어리 모양의 빙괴(氷塊)로 변화한다. 해마다 쌓이는 눈으로 얼음의 두께가 늘어가고, 압력이 증가함에 따라 덩어리 모양의 얼음은 녹아서 다시 결정화되다가 마침내 덩어리 모양의 얼음 사이의 공기가 빠져서 굳은 결정질(結晶質) 얼음이 생성되어 빙하가 이루어진다.
얼음의 강도(强度)가 만년설의 집적(集積) 무게에 의한 압력보다 커질 때에는 두께가 늘어가지만, 위로부터의 압력이 얼음의 강도보다 커지게 되면 얼음은 이동하기 시작한다. 압력이 커지면 밑 부분의 얼음은 마치 타르(tar)가 흘러내리는 것처럼 이동한다. 작은 얼음의 파편은 파괴되기 쉽고 흘러내리지는 않지만, 충분한 압력하에 있는 얼음은 소성(塑性)이 있어 아주 느리게 이동한다. 이동하기 시작하는 데 필요한 두께는 지표의 경사나 얼음의 온도 등에 따라 다르지만, 15 m 정도의 두께로 움직이기 시작하는 것도 있다.
빙하는 매우 느리게 이동하므로 육안으로 이동을 확인하는 것은 어렵지만, 이동속도는 여러 가지 방법으로 측정된다. 현재까지 알려진 빙하의 최대속도는 1일당 45 m로 기록되어 있지만, 하루에 수 cm로부터 수 m의 이동속도가 가장 전형적인 것으로 알려져 있다. 곡빙하의 속도는 극히 느리지만, 하천처럼 흘러내려 양쪽보다 중심부에서 흐르는 속도가 빠르다. 또 빙하의 상단 및 말단에서 느리고 중앙부에서 빠르다. 이와 같이 빙하의 각 부분에서 부등류(不等流)가 일어나기 때문에 빙하 중에는 크레바스(crevasse)라고 불리는 갈라진 틈이 생긴다.
특히 크레바스는 빙하 밑부분의 지형에 급한 벼랑이 있는 곳에서는 매우 큰 규모의 것이 형성된다. 또한, 주위가 크레바스에 의해서 마치 톱니 모양으로 이루어진 얼음의 첨봉(尖峰)을 세락(srac)이라고 한다. 그밖에 곡빙하의 곡두(谷頭)에서는 카르(Kar:권곡)를, 골짜기를 흘러내리면 U자곡을 만들고, U자곡의 곡벽(谷壁)에는 지곡(支谷)과의 사이에 현곡(懸谷)을, 그리고 U자곡에 바닷물이 침입하면 피오르드(fjord:협만)가 형성된다. 한편, 빙퇴석(氷堆石)의 퇴적지형에서는 에스커(esker) ·드럼린(drumlin:빙퇴구) 등의 지형이 형성된다.
빙하의 분포 범위
빙하(氷河, glacier)가 존재하려면 무엇보다도 얼음이 녹지 않고 남아 있을 수 있는 한랭한 기후가 가장 중요한 전제 조건이 된다. 그런 기후가 나타나는 곳은 극 중심의 고위도 지방이거나 해발 고도가 높은 고산지(高山地)이므로 빙하는 그런 곳에 제한적으로 분포한다.
빙하 분포 면적은 전 육지의 약 10%이며, 그중 약 84%가 남극대륙에 그리고 약 11%가 그린랜드에 발달되어 있다. 빙하의 규모나 분포에 대한 이해에서 주의할 것은 기후 변화와 관련하여 빙하의 분포 범위가 달라져 왔다는 사실이다. 지난 플라이스토세(Pleistocene) 빙기 동안 그 범위는 현재보다 약 3배 이상에 달했던 것으로 알려진다.
빙하의 생성과정
빙하를 구성하는 빙하빙(氷河氷)은 눈의 구조가 변하여 생겨난 얼음 결정체이다. 그러나 눈에서 출발하여 빙하빙이 생성되는 과정은 얼음 공장에서 얼음이 만들어지듯 순식간에 만들어지는 것은 아니다.
갓 쌓인 눈은 대체로 육각형 구조를 가지고 있으며, 밀도가 0.06-0.07 g/cm3로 가볍고 그 사이에 기공(氣孔)이 많다. 그러나 눈이 두껍게 쌓여 압력이 증대되고 또 눈의 일부가 녹고 얼기를 무수히 되풀이하게 되면 눈은 보다 치밀한 구조를 가진 만년설(萬年雪, firn)로 변화된다. 만년설의 밀도는 0.4-0.8 g/cm3 정도인데, 이것이 큰 압력하에서 재결정작용을 받아 그 속에 포함된 기공이 거의 사라지게 되면, 빙정의 규모와 밀도가 큰 빙하빙(0.85-0.9 g/cm3)이 생성된다. 그에 소요되는 시간은 기온 조건에 따라 다르다. 한 자료에 의하면, 연 평균 0 C。 정도의 비교적 온난한 곳에서는 수년 내에 생겨나지만 혹독한 기후 조건하에서는 무려 3500년이나 소요된다고 한다.
그 밖에도 빙하빙이 생성되기 위해서는 증발량보다는 강수량이 많아야 하고 또한 눈이 두껍게 쌓일 수 있는 지형적인 조건이 필수적이다. 알프스 등지의 산악 빙하에서 보듯이, 빙하는 대부분 암반이 돌출한 정상부보다는 눈이 축적에 유리한 골짜기나 와지(窪地)에 분포한다.
빙하의 지형형성 작용
빙하는 고체이면서도 액체처럼 유동하는 독특한 특성을 가지고 있다. 빙하의 유동은 대체로 빙하빙의 내부 변형이나 빙하 기저부가 미끄러지는 현상에 의해 촉발된다.
유동 속도는 빙하의 온도나 빙하 표면 경사도 등에 따라 다른데, 극지방의 한랭 빙하는 유동률이 낮아 연간 1-2 cm에 불과하다. 그러나 중 저위도 지방의 온난빙하(temperate glaciers)는 일일 유동량이 수십 cm에 달하기도 한다. 빙하의 유동에서 특기할 만한 것은 빙하는 지면 경사와는 큰 상관없이 표면 경사 방향에 따라 지면의 돌출부를 넘어 유동한다는 사실이다.
이와같이 유동하는 과정에서 빙하는 유수와 마찬가지로 지면을 침식하고, 침식한 물질들을 운반 퇴적하면서 지표면을 변화시킨다.
빙하 침식은 크게 마식(abrasion)과 굴식(plucking)으로 구분된다. 마식은 암반을 깍고 갈아대는 작용을 말하는데, 이 결과 생겨난 미지형의 예로서는 암반위에 생겨나는 찰흔(striation)이나 그루브(groove) 등을 들 수 있다. 이들은 빙하가 사라진 후에도 오랫동안 잔류하므로 과거 빙하의 유동 방향을 알아내는 중요한 단서가 되기도 한다. 한편, 굴식은 얼고 녹고 하면서 암편을 뜯어내는 작용을 말한다.
주요 빙하지형
주요 빙하 침식 지형으로는 권곡(cirque), U자곡(U shaped valley),현곡(hanging valley), 양배암(roches moutonnees) 등, 그리고 퇴적지형으로는 모레인(빙퇴석지형, moraine), 드럼린(drumlin), 에스커(esker) 등을 들 수 있다.
* 빙퇴석 지형(moraine)과 빙력토(till)의 차이 : 빙하에 의해 직접 운반 퇴적된 물질을 빙력토라 하며, 이것으로 이루어진 구릉 형태의 지형을 빙퇴석 지형(모레인)이라 한다.
* 말단 빙퇴석(terminal moraine)은 빙하가 전진하는 전면에 발달된 것으로 빙하의 확장 범위를 알아내는 중요한 단서가 된다.
**침식지형
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권곡(cirque) |
U자곡(U shaped valley) |
현곡(hanging valley) |
**퇴적지형
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드럼린(drumlin) |
에스커(esker) |
계곡빙하가 어떻게 지형을 변화시켰는가?
빙하는 권곡을 파고 산봉우리를 깎아 날카로운 산등성이(호른)를 만든다. 빙하가 계곡 밑의 웅덩이나 능선을 통과할 때에는 크레바스가 생긴다.
Crevasses 형성
빙하가 깎아낸 바위조각은 빙하에 의해 운반되어 측면빙퇴석(계곡 양쪽에 생기는 것)이나 중앙빙퇴석(합류하는 두개의 빙하 사이에 생기는 것)이 된다. 빙하의 끝에는 말단빙퇴석이 생기며 빙하가 후퇴할 때는 후퇴 빙퇴석이 뒤에 남는다. 개울을 따라 생긴 바위조각의 언덕을 빙퇴구라 부른다.
1.계곡머리 2.아레트 3.빙하퇴적역 4.측면빙퇴석 5.중앙빙퇴석 6.크레바스 7.워터포켓 8.암석분지 9.빙하지류 10.말단빙하 11.말단빙류 12.빙퇴구 13.후퇴빙퇴석 14.빙식암상 15.말단빙퇴석 
오대호
면적 24만 4,940km2. 세인트로렌스 수계에 속하며 상류로부터 슈피리어호(8만 2,360km2) ·미시간호(5만 8,020km2) ·휴런호(5만 9,570km2) ·이리호(2만 6,720km) ·온타리오호(1만 9,680km2)의 5개 호수가 있다. 최상류부의 슈피리어호의 호면고도는 183.6m이지만, 미시간호와 휴런호는 177m, 디트로이트강 아래에 있는 이리호는 174m이다. 최하류의 온타리오호는 75m로 이리호와 약 100m의 낙차가 있으며, 그 사이를 흐르는 나이아가라강에는 유명한 나이아가라 폭포가 있다. 미시간호와 휴런호는 좁은 매키낵 수로로 이어져 있으며, 세계 최대의 담수로를 형성하고 있다.
오대호는 캐나다(로렌시아) 순상지(楯狀地)의 남쪽 변두리에 위치하는데, 플라이스토세(世)의 대륙빙하 때문에 깊이 팬 저지대에 물이 찬 것으로, 호반에는 거대한 빙하퇴석군이 더러 있다. 연안부를 제외하고는 겨울에도 결빙하지 않는다. 오대호의 내륙수운은 세계 최대이지만, 이는 이리호와 허드슨강을 잇는 이리 운하가 1827년에 완성된 것을 비롯하여, 1833년에 이리호∼온타리오호 사이의 웰랜드 운하, 1855년에 슈피리어호∼휴런호 사이의 수세인트머리 운하가 완성됨으로써 가능해진 것이다. 또 운하를 통하여 일리노이강 및 미시시피강과도 연결되며, 1959년에는 세인트로렌스 수로가 완성되어 시카고까지 대형 외항선이 통하게 되었다. 이들 수로는 처음에는 밀 수송에 이용되었으나, 현재는 오대호 수운의 중심이 메사비 등 슈피리어호 연안지역의 철광석과 애팔래치아 탄전의 석탄수송으로 이용되고 있다.
호반 일대에는 시카고 ·밀워키 ·게리 ·디트로이트 ·털리도 ·클리블랜드 ·버펄로(이상 미국), 해밀턴 ·토론토(이상 캐나다) 등의 도시가 이어져 있으며, 거대한 공업지대를 형성하고 있다. 또 오대호는 수자원 ·관광자원으로서도 중요한 몫을 하고 있다.
오대호의 형성
The Laurentian Great Lakes were formed nearly 20,000 years ago when the earth's climate warmed and the last glacial continental ice sheet retreated. The glacier, up to 2 miles thick, was so heavy and powerful it gouged out the earth's surface to create the lake basins. Meltwater from the retreating glacier filled the newly created basins. Approximately 3,500-4,000 years ago, the Great Lakes attained their modern levels and area.
Above three images from "Living with the Lakes."