1억년 잠 깨고 천의 얼굴로 빛나는 ’퇴적층 교과서’

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조홍섭 2016. 06. 01

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한반도 지질공원 형성의 비밀 ⑨ 청송권-길안천 백석탄

새하얀 바위가 2㎞에 걸쳐 반짝인다…둥글둥글, 뾰족뾰족, 푸른빛마저

1억년 전 공룡시대 흐르던 하천 퇴적층, 오랜 세월 모질게 깎여도 의연

» 백석탄 퇴적층 전경. 모래가 주성분이고 진흙이 약간 섞인 사암이 오랜 침식을 견디고 하천변에 드러나 있다. 청송국가지질공원의 지질명소 가운데 하나다. 사진=조홍섭 기자

경북 청송군 안덕면 고와리에서 낙동강 지류인 길안천에 들어서면 이채로운 정경이 펼쳐진다. 강변과 강바닥에 기묘한 모습을 한 새하얀 바위가 수없이 널려 있다. 

매끈하게 닳아 빌딩 앞마당의 조형물을 떠올리게 하는 바위가 있는가 하면 남극의 녹은 빙산이 무리지어 흐르는 것 같은 암석도 눈에 띈다. 빛의 각도에 따라 옅은 푸른빛을 띠기도 해 신비로움을 더한다. 

» 모래의 장석과 석영 때문에 유난히 희게 보이는 백석탄의 암석. 빛에 따라 푸른 빛을 띠기도 한다. 사진=곽윤섭 선임기자 kwak1027@hani.co.kr

청송 8경 가운데 제1경인 신성계곡의 ‘백석탄’이다. ‘햐얀 돌이 반짝이는 내’라는 뜻의 이 바위 무리는 언제 어떻게 생겼을까.

　

» 오랜 침식으로 매끈하게 닳은데다 진흙이 가는 띠를 이뤄 마치 극지방의 빙산처럼 보이는 백석탄의 암반. 사진=곽윤섭 선임기자 kwak1027@hani.co.kr

20일 조형래 안동대 지구환경과학과 교수의 안내로 백석탄을 찾았다. 조 교수는 “학생들과 퇴적학 실습을 하러 가장 먼저 오는 곳”이라며 “우리나라 내륙에서 이렇게 입자 알갱이 하나까지 깔끔하게 드러난 깨끗한 퇴적암을 볼 수 있는 곳은 드물다”고 말했다.

　

퇴적암이란 모래나 진흙, 자갈이 쌓인 뒤 땅속에서 오랜 기간 압력을 받아 생긴 암석을 가리킨다. 이곳엔 공룡시대인 약 1억년 전 중생대 백악기 때 쌓인 모래가 주성분인 사암이 드러나 있다.

　

» 중생대 백악기의 한반도 동남부 지구조도. 섭입대에 가까워 대규모 화산들이 띠 형태로 분포했고 큰 분지가 형성됐다. 청송은 분지 북쪽 경계 가까이 위치한다. 그림=조성권 외(2010)

당시 한반도 남쪽은 지금의 일본열도처럼 ‘불의 고리’에 속했다. 가까이에서 옛 태평양판이 유라시아판 밑으로 파고들면서(섭입) 대규모 화산들이 기다란 띠 모양으로 불을 뿜었다. 

특히 일본과 인접한 경상도 일대에는 격렬한 화산활동이 벌어졌다. 섭입활동이 가하는 힘 때문에 지각이 갈라지고 움푹 꺼져 곳곳에 분지가 생겼다. 

음성, 공주, 영동, 진안, 능주, 해남 분지는 그때 만들어졌다. 경상도 일대는 가장 큰 분지였다. 크고 작은 호수가 형성됐고, 홍수 때면 거대한 화산과 주변 산악지대에서 퇴적물이 쏟아져 들어왔다. 백석탄은 이렇게 시작됐다.

　

» 길안천 역암체의 형성과정. 선상지를 흘러내린 백악기 하천이 상류에 역암층을 쌓았고 백석탄이 위치한 선상지 끝부분(FA2)에서는 주로 모래와 진흙을 퇴적시켰다. 그림=양일호 외 (2011)

흰 사암은 상류에서 굴러온 여느 하천의 호박돌과 달리 대부분 기반암에 단단히 뿌리를 박고 있다. 조 교수는 “이곳은 경상분지의 북쪽 경계 근처인데, 인근 산악지역에서 홍수 때면 다량의 모래, 자갈, 진흙이 호숫가 범람원으로 쏟아져 들어와 퇴적층을 형성했다”고 설명했다. 

　

이 퇴적층은 안덕면 고와리의 길안천 주변 1㎞ 길이와 여기서 700m 상류인 지소리에도 비슷한 규모로 지상에 드러나 있다. 역암·사암·이암으로 이뤄진 전체 퇴적층은 길이 10㎞, 두께 100m 이상 규모로 길안천과 비슷한 방향으로 놓여있다. 지각변동 과정에서 북동쪽으로 30도쯤 기울었기 때문에, 드러나지 않은 퇴적층은 하천 건너 산 중턱과 도로 밑으로 연장해 있다.

» 백석탄은 옛 하천 퇴적층의 일부이다. 옛 퇴적층은 하천 건너 산 중간과 하천 이쪽 도로 밑으로 연장돼 있다.

지각이 솟아오르면서 지상에 모습을 드러낸 퇴적층은 오랜 세월 가차없는 풍화와 침식을 받았다. 특히, 하천은 물살과 모래로 암반을 깎아 ‘퇴적암의 교과서’라고 일컬어질 정도로 퇴적구조를 잘 보여주는 기묘하고 다양한 하천지형을 빚어냈다.

　

» 돌개구멍(포트홀). 하천 바닥이 지금보다 높았을 때 물살이 쓸려온 자갈이나 모래가 빙빙 돌면서 벽을 깎아 만든 하천 지형이다. 사진=조홍섭 기자

먼저, 여기저기 눈에 띄는 것은 절구처럼 원형으로 파인 돌개구멍(포트홀)이다. 급류가 흐르는 암반의 금이 가거나 오목한 곳에는 소용돌이가 생기는데, 물살에 쓸려온 자갈이 구멍을 빙빙 돌면서 표면을 깎아내 점점 커진다. 돌개구멍은 확장해 이웃 돌개구멍과 합쳐지기도 한다.

　

» 조형래 안동대 지구환경과학과 교수가 홍수 때 모래와 진흙이 차례로 쌓여 형성된 퇴적층을 설명하고 있다. 사진=조홍섭 기자

암석 표면을 자세히 보면, 짙은 회색의 얇은 띠 무늬가 있다. 백악기 홍수 때 급류를 타고 쓸려 내려온 모래는 맨 아래 굵은 입자부터 위로 갈수록 차츰 가는 입자가 쌓이고 맨 위에는 진흙이 얇게 쌓인다. 이런 과정이 되풀이된 흔적이 바로 1㎝ 간격으로 짙은 줄무늬가 있는 사암이다.

　

» 두터운 짙은 띠는 홍수 때 밀려온 걸쭉한 흙탕물과 그속에서 분해되지 않은 유기물을 가리킨다. 사진=곽윤섭 선임기자

짙은 띠가 두꺼운 부분도 눈에 띈다. 조 교수는 “홍수 때 걸쭉한 흙탕물이 얕은 호수로 흘러들어와 쌓인 흔적”이라고 말했다. 그 호수는 산소가 부족한 상태였을 것이다. 진흙과 함께 쓸려온 유기물은 미처 분해되지 않고 남아 암석이 어두운 색깔을 띠게 됐다.

　

바위 표면에는 이 밖에도 당시의 환경을 짐작할 단서가 많이 남아 있다. 하천 바닥에 작은 모래 언덕이 만들어진 뒤 물 흐름 방향으로 차츰 전진하면서 띠 무늬를 남기거나, 잠잠한 곳에서 물살 때문에 바닥에 자잘한 굴곡이 진 흔적이 고스란히 남은 곳도 있다. 홍수가 잠잠해진 뒤 바닥에서는 생물이 구멍을 파고 활동한 자국도 있다.

» 백석탄에서 가까운 신성리 공룡발자국 화석지. 비슷한 시기이지만 다른 환경에서 만들어졌다. 사진=조홍섭 기자

이곳에서 3㎞ 떨어진 신성리에는 백악기의 대규모 공룡발자국 화석 산지가 있다. 그렇다면 백석탄에서도 당시 하천생물의 화석을 발견할 수 있지 않을까. 조 교수는 “하천 환경에서는 죽은 생물의 유해가 쉽게 분해되고 떠내려가기 때문에 깊은 호수와 달리 화석이 잘 남지 않는다”고 말했다.

　

석영과 장석 광물이 많아 흰 빛깔을 띠는 백석탄 사암은 생각보다 단단했다. 오랜 세월 물살에 깎이면서도 버텨낸 것만 봐도 얼마나 단단한지 알 수 있다. 조 교수는 “사암은 모래 사이의 틈을 석회질 물질이 채우고 굳으면서 천연 콘크리트를 이뤄 매우 단단하다”고 설명했다.

» 모서리가 둥글게 닳은 강돌(호박돌)이 계곡에 쓸려내려와 쌓인 백석탄의역암층. 사진=조홍섭 기자

백석탄을 낳은 퇴적층은 경상분지가 동쪽으로 침강 범위를 넓혀갈 때 쌓였다. 땅이 가라앉기를 멈출 때까지 적어도 수백만년 동안 모래와 진흙, 자갈이 쌓였다. 그 퇴적층은 1억년의 잠을 깨고 백석탄이란 화려한 창문을 열었다. 

　

청송/ 조홍섭 환경전문기자ecothink@hani.co.kr

　

■ 공동기획: 한겨레, 대한지질학회, 국립공원관리공단 국가지질공원사무국, 한국지구과학교사협회

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