암석으로 뒤덮힌 지구표면의 모습

 

 

앞의 포스팅으로 지구에 관련하여

지구란 무엇인지 아래를 참조하세요.

 

[천체와 지구] - 우리별 지구

지구는 어떻게 생성에 되었는지 아래를 참조하세요.

[천체와 지구] - 지구역사

지구의 물리적인 구조는 어떤지

[천체와 지구] - 지구구조

 

 

간략하게 알아봤는데요.

 

이번엔 지구의 표면의 모습, 껍질, 암석에 대해

알아보려고 합니다.

 

1.   지구의 표면은 암석으로 이루어져 있습니다.

1)  암석 / 巖石 / Rock, Stone 에 대하여 알아 봅시다.

암석이란 자연 속에서 생성되는 물질로, 살아있는 생물이 아닌 단단한 덩어리인 고체 물질을 말합니다. 대부분 암석의 구성 물질은 무기물로 되어있지만, 퇴적암의 경우에는 간혹 생물의 사체 잔여물인 골격 등으로 되어 있는 암석도 존재하긴 합니다.

일상용어로는 쉽게 돌 또는 돌멩이라고 부른다는 것도 아시겠죠? 상식적인 구분으로 볼 때 돌과 돌멩이는 크기에 대한 개념이 포함되어 있습니다. 사이즈로 구분한다면 바위보다는 작고 자갈보다는 크며, 모래나 흙과도 구분할 수 있습니다.

 

반면 학술적으로 암석이라는 표현에 크기에 대한 암시가 따로 들어가 있지 않습니다. 그래서 우리말에는 바위라는 단어 하나로 큰 바위, 작은 바위가 모두 들어가지만 영어의 경우 작은 바위(Boulder)는 특정 단어로 불립니다. 하지만 Boulder 역시 그냥 통틀어 Rock라고 지칭하는 경우가 많습니다. 

 

2)  지구를 구성하는 암석엔 어떤 종류가 있을까요?

 

앞서 포스팅한 내용 중에 지구의 구성에 대한 내용이 있었는데요. 보신 분은 기억하실지 모르겠습니다만 지구의 겉껍질을 구성하는 원소는 대부분 규소 물질이었지요. 그래서 지구를 비롯한 태양계의 지구형 행성의 경우 주구성 원소가 산소와 규소이기 때문에 지구의 대부분을 구성하는 암석은 규산염 물질로 되어 있습니다. 또한 일반적으로 암석을 구성하는 단위는 광물이라고 하는데요. 암석을 전문적으로 연구하는 분야를 암석학이라고 부르며, 지질학의 한 분야로 간주됩니다.

아마도 인류가 역사 상 가장 처음으로 가공을 목적으로 다룬 도구일 것으로 추측됩니다. 나무나 가죽과 같이 다루기 더 쉬운 재료들이 많긴 하지만, 이들도 가공을 하려면 아무래도 돌 같은 단단한 무언가가 필요하기 때문이겠죠? 시대를 나눌 때 구석기, 신석기라는 시대 구분이 먼저 나오는 것만 봐도 돌을 먼저 가공했음을 쉽게 예측할 수 있습니다.

2.   이제 지구를 구성하는 암석을 분류해 볼까요?

 

암석을 분류하는 기준은 여러 가지가 있으나 보편적인 방법은 크게 세 가지로 분류하는 방법입니다.

 

1) 종류

 

①   화성암

 

화성암을 구분할 때 가장 기초가 되는 기준은 암석 텍스쳐(texture, 조직)입니다. 광물이 충분히 성장하여 눈으로 그 입자를 볼 수 있을 정도인 경우 이를 조립질이라고 부릅니다. 이렇게 조립질이 보이는 화성암을 심성암(plutonic rocks)이라고 부릅니다.

화산암의 종류에는 코마티아이트, 현무암, 바사나이트, 테프라이트, 조면암, 안산암, 석영안산암(dacite), 유문암, 향암(phonolite), 카보네타이트, 흑요석, 응회암 등이 있습니다.

어떤 암석은 상당한 부분이 눈이나 현미경으로도 도저히 가늠할 수 없을 정도로 작은 광물이나 유리질로 구성된 경우가 있는데 이를 화산암(volcanic rock)이라고 부릅니다.

화성암(심성암)의 종류에는

감람암, 반려암, 섬록암, 화강섬록암, 화강암, 섬장암, 카보네타이트, 맹거라이트(mangerite), 몬조니암(monzonite), 토날라이트, 페그마타이트 등이 있습니다.

 

참고로 심성암과 화산암의 구분은 오롯이 텍스쳐에 의한 것으로 기원(genesis)은 따지지 않습니다. 화산암은 지상과 지하 모두에서 만들어집니다.

그 외에 맥반석 처럼 산성을 지닌 화성암을 반암이라고 합니다.

 

②   변성암

 

변성암은 온도, 압력, 그리고 구성 광물을 따져서 구분하게 됩니다. 변성암을 나누는 구체적인 기준은 화성암처럼 단순하지는 않습니다. 기본적으로는 압력과 온도에 따라 나뉜 변성상(metamorphic facies) 도표를 참고합니다. 1920년 핀란드의 과학자 에스콜라(Eskola)가 제시한 것을 뉴질랜드 지질학자 터너(Turner)가 좀 더 구체화하여 정립해서 만든 도표입니다. 다만 여기에 모암 성분이 끼어들게 되면서 더 복합적인 구분이 요구되었는데, 구체적인 분류법은 해당 항목에서 구체화해야 해야 이해가 쉬울 것 같습니다.

변성암의 종류에는 점판암, 천매암, (녹색)편암, 편마암, 백립암, 각섬암, 청색편암, 에클로자이트, 대리암, 혼펠스, 혼성암(migmatite), 압쇄암, 규암 등이 있습니다.

 

③   퇴적암

 

기존에 형성된 여러 암석이 풍화 과정을 거치면서 다양한 크기의 입자 혹은 용액이 되어 이동하고 침전 혹은 퇴적되면서 만들어지는 단단한 고체들을 총칭합니다. 퇴적암은 이 암석을 구성하는 퇴적물의 성분에 따라 가장 먼저 나눌 수 있으며, 이후 그 조직에 의해 다시 세분시킬 수 있습니다.

 

예를 들면, 규질암 편이 주를 이루게 된 쇄설성 퇴적물의 경우는 입자 크기, 분급, 원마도 등에 따라 암석을 평가합니다. 암석의 이름은 입자의 크기가 가장 중요하며 작은 입자에서 큰 입자 순서대로 이암, 실트암, 사암, 역암 등으로 구별하게 됩니다. 같은 쇄설성 퇴적암이라도 그 성분이 주로 화산암 파편으로 되어 있으면 이름이 조금씩 달라지게 되기도 합니다.

퇴적암의 종류에는 이암, 셰일, 실트암, 사암, 역암, 각력암, 석회암, 쳐트, 응회암, 화산 각력암, 다이아믹타이트(diamictite), 경사암(greywacke), 장석사암(arkose), 패각암(coquina), 증발암, 트레버틴(travertine), 빙하(glacier) 등이 있습니다.

 

3.   암석의 명명법을 알아볼까요?

 

학술적으로, 암석의 이름은 다음의 기준에 따라 붙이게 됩니다.

(1) 조직에 따라 명명

 

암석을 구성하는 상(phase)들이 서로 어떻게 접촉하고 관계를 가지고 있는지를 보여주는 명명법입니다. 암석 조각을 보고 이 암석이 무엇인지 살필 때, 가장 먼저 봐야 할 특성이 바로 이 암석의 조직입니다. 변성암이면 변성을 받아 만들어지는 독특한 구조의 조직을 찾을 수 있고 퇴적암에서는 퇴적물이 쌓인 구조의 조직을 찾을 수 있습니다. 또한 같은 물질로 구성된 화성암이라도, 조직에 따라 그 이름이 달라질 수 있습니다.

(2) 구성 광물/준광물의 종류에 따라 명명

 

이 암석을 구성하는 물질의 상이 어떤 종류인가를 먼저 판단해야 명명할 수 있습니다. 경우에 따라서는 육안으로는 그 종류를 파악하기 어려울 때도 있습니다. 똑같이 사장석과 휘석으로 구성되어 있는 심성암 일지라도, 그 휘석이 단사휘석이면 반려암이라고 부르나, 사방휘석이면 노라이트(norite)라고 구분 지어 부르기 때문입니다.

(3) 구성 광물 간의 비율에 따라 명명

 

 같은 종류의 광물 조합으로 구성되어 있다 하더라도, 광물간의 존재 비율에 따라 이름이 달라지기도 합니다. 화강암은 석영, 사장석, 정장석으로 구성되어 있는 암석이지만, 사장석이 정장석보다 흔하게 나타나면 이는 화강섬록암이라고 부릅니다. 또 다른 예로, 반려암은 사장석과 단사휘석으로 구성된 암석이지만, 단사휘석의 양이 너무 적으면 이를 회장암이라고 구분합니다.

(4) 기타

 

구성 광물의 종류를 판단하기 어려운 경우가 있습니다. 이 문제는 화산암 항목에서 설명하고 있는데, 간단히 말해, 구성 광물의 종류를 판단하기 어려운 경우에는, 암석의 성분을 조사하여 그 성분을 기반으로 명명하게 됩니다.

어떤 암석은 처음 정의를 붙인 이후 그 용례가 정확하게 규정되지 않으면서 이름 자체의 범위가 모호한 경우도 있습니다. 어떤 경우, 구체적인 생성 기원이 이름 자체에 암시되어 있기도 하는데, 보통 정식 암석 명칭이 있지만 논의상의 편리함 때문에 그 이름이 유지되는 경우가 있습니다.

일단 암석에 명칭이 붙으면, 암석 앞에 다른 수식들이 붙는 것이 가능해집니다. 이 수식은 상황에 따라 여러 가지가 있을 수 있는데, 가장 정석은 타입 광물이 들어가는 것입니다.

 

예를 들면, 화강암이라는 암석은 위에서 언급되어 있는 바와 같이 석영과 사장석, 정장석의 존재 및 상대 비로 정의됩니다. 그런데 많은 화강암은 경우에 따라 흑운모, 백운모, 각섬석 등을 포함합니다. 이 경우 화강암이라는 단어 앞에 그 암석에 들어있는 특정한 광물의 이름을 붙여주어서 암석적 특징을 이름으로도 알게 해 줍니다. 예를 들어, 흑운모가 들어있는 화강암은 '흑운모 화강암'이 되는 것입니다. 예외적인 경우로, 이 앞에 붙는 타입 광물은 그 양이 어느 정도 되는 경우를 말하기 때문에 미량으로 들어있는 광물은 부성분 광물(accessory minerals)이라고 불리며 암석의 이름에 포함될 수 없습니다.

한편, 어느 특정 지역의 고유한 암석은 그 지역명 등 고유명이 앞에 붙을 수도 있습니다. 예를 들면, 비숍 응회암(Bishop Tuff)은 미국 서부에 산출하는, 특정 분출에 의해 퇴적된 바로 그 응회암을 가리키는 고유명입니다. 비슷하게, '북한산 화강암'이라고 말하면 그것은 북한에서 만들어진 화강암이 아니라 북한산을 구성하는 화강암을 뜻하는 고유명입니다.