암석의 순환

지금 밟고 있는 돌 한 조각도 수백만 년에 걸쳐 여러 모습을 거쳐왔습니다.

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화성암 - 마그마가 식어 굳은 암석

땅속 마그마나 지표로 분출된 용암이 식어 굳으면서 만들어지는 암석으로, 식는 속도에 따라 결정 크기가 크게 달라집니다.

설명

땅속 깊은 곳에서 마그마가 천천히 식으면 결정이 크게 자란 화강암 같은 심성암이 되고, 화산 폭발로 지표에 분출된 용암이 빠르게 식으면 결정이 거의 보이지 않는 현무암 같은 화산암이 됩니다. 같은 성분의 마그마라도 식는 속도와 장소에 따라 전혀 다른 암석이 만들어지는 셈입니다.

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퇴적암 - 쌓이고 다져져서 만들어진 암석

모래, 진흙, 생물의 잔해 같은 퇴적물이 오랜 시간 쌓이고 눌리면서 굳어져 만들어지는 암석입니다.

설명

강이나 바다로 운반된 퇴적물이 층층이 쌓이면 위쪽 무게에 눌려 다져지고, 그 사이를 광물 성분이 채우며 서로 붙는 교결 작용을 거쳐 단단한 암석이 됩니다. 모래가 굳으면 사암, 진흙이 굳으면 셰일, 조개껍데기 같은 석회질 생물의 잔해가 쌓이면 석회암이 되는 식입니다. 켜켜이 쌓인 층리가 뚜렷하게 남아 있는 것이 특징이며, 화석이 가장 많이 발견되는 암석이기도 합니다.

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변성암 - 열과 압력으로 성질이 바뀐 암석

기존의 화성암이나 퇴적암이 땅속 깊은 곳에서 높은 열과 압력을 받아 성분과 조직이 변하면서 만들어지는 암석입니다.

설명

암석을 녹이지 않을 정도의 열과 압력이 가해지면 광물의 배열이 재배치되면서 완전히 다른 암석으로 바뀝니다. 셰일이 변성되면 편암이나 편마암이 되고, 석회암이 변성되면 대리암(마블)이 되며, 사암이 변성되면 규암이 됩니다. 이렇게 만들어진 변성암은 압력 방향에 따라 광물이 줄무늬처럼 배열되는 엽리 구조를 보이는 경우가 많습니다.

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마그마와 용암, 헷갈리기 쉬운 두 용어

땅속에 있을 때는 마그마, 지표 밖으로 분출되고 나면 용암이라고 부르는 것이 두 단어의 가장 큰 차이입니다.

설명

화학 성분은 비슷하지만 위치가 다릅니다. 지하의 맨틀이나 지각 하부에서 암석이 녹아 만들어진 액체 상태를 마그마라 부르고, 이것이 화산 분출로 지표에 드러나면 그 순간부터 용암으로 부릅니다. 화산 폭발 뉴스에서 흘러나오는 붉은 액체가 용암이고, 그 아래 지하에 머물러 있는 것이 마그마인 셈입니다.

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풍화와 침식이 순환에서 맡는 역할

지표에 노출된 암석은 물, 바람, 온도 변화로 잘게 부서지는 풍화와 그 조각이 옮겨지는 침식을 거쳐 퇴적물의 재료가 됩니다.

설명

화성암이든 변성암이든 지표에 오래 노출되면 비바람과 기온 변화에 의해 서서히 부스러지는 풍화 작용을 겪습니다. 이렇게 잘게 쪼개진 알갱이들이 강물이나 바람에 실려 다른 곳으로 옮겨지는 것이 침식이며, 이 퇴적물이 낮은 곳에 쌓이면 다시 퇴적암을 만드는 재료가 됩니다. 풍화와 침식이 없다면 퇴적암이라는 암석 자체가 만들어지기 어렵습니다.

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판구조 운동과 암석 순환의 연결고리

지각판이 서로 부딪히거나 한쪽이 다른 쪽 밑으로 가라앉는 섭입대에서는 암석이 다시 녹아 마그마가 되어 순환이 이어집니다.

설명

한 지각판이 다른 판 아래로 밀려 들어가는 섭입 과정에서는 높은 열과 압력 때문에 암석이 다시 녹아 마그마를 만들기도 합니다. 이렇게 만들어진 마그마가 다시 화산 활동으로 분출되면 화성암이 새로 만들어지므로, 판구조 운동은 암석 순환을 계속 돌아가게 하는 근본적인 동력 중 하나로 여겨집니다. 판의 움직임 자체가 궁금하다면 판구조론 기초를 참고해보세요.

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화석이 유독 퇴적암에서 많이 발견되는 이유

생물이 죽은 뒤 비교적 부드러운 퇴적물에 빠르게 묻혀야 형태가 보존되기 쉬운데, 이 과정 자체가 퇴적암이 만들어지는 과정과 겹치기 때문입니다.

설명

화성암은 뜨거운 마그마나 용암 상태를 거치므로 그 안에 생물의 흔적이 남기 어렵고, 변성암은 높은 열과 압력으로 기존 조직이 파괴되기 쉽습니다. 반면 퇴적물은 상대적으로 낮은 온도에서 서서히 쌓이기 때문에 뼈나 껍데기 같은 단단한 부위가 그 속에 그대로 갇혀 화석으로 남을 가능성이 큽니다. 화석이 만들어지는 구체적인 과정은 화석이 만들어지는 과정에서 더 자세히 다룹니다.

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순환이라는 이름 그대로, 정해진 순서는 없다

암석 순환은 화성암→퇴적암→변성암 순서로만 흘러가는 것이 아니라, 어느 단계에서든 다른 단계로 곧바로 넘어갈 수 있는 열린 순환입니다.

설명

변성암이 지표로 드러나 풍화되면 곧바로 퇴적물의 재료가 될 수 있고, 퇴적암이 땅속 깊이 눌리면 녹지 않고도 변성암이 될 수 있습니다. 즉 세 암석 종류 사이에는 정해진 순서가 없으며, 어떤 경로를 거치느냐는 그 암석이 놓인 온도·압력·위치 조건에 따라 달라집니다. 이 순환 한 바퀴가 도는 데는 보통 수백만 년에서 수억 년이라는, 사람의 시간 감각으로는 가늠하기 어려운 지질학적 시간이 걸립니다.

퇴적암과 화석의 관계

화석이 유독 퇴적암에서 많이 발견되는 이유가 궁금하다면 화석이 만들어지는 과정을 함께 읽어보세요. 화석이 만들어지는 조건과 퇴적암이 쌓이는 과정이 서로 깊게 맞닿아 있다는 것을 알 수 있습니다.

판의 움직임이 궁금하다면

암석 순환을 계속 돌아가게 만드는 또 다른 동력인 판구조 운동의 기본 원리가 궁금하다면판구조론 기초도 참고해보세요.

자주 묻는 질문

암석 순환은 화성암에서 시작해야 하나요?

아닙니다. 암석 순환에는 정해진 시작점이나 순서가 없습니다. 변성암이 지표로 드러나 풍화되면 곧바로 퇴적물의 재료가 될 수도 있고, 퇴적암이 땅속 깊이 눌리면 녹지 않고도 변성암이 될 수 있는 등 어느 단계에서든 다른 단계로 이어질 수 있습니다.

암석이 한 바퀴 순환하는 데 얼마나 걸리나요?

정확한 기간은 어떤 경로를 거치는지에 따라 크게 다르지만, 일반적으로 수백만 년에서 수억 년이라는 지질학적 시간이 걸리는 것으로 알려져 있습니다. 사람의 일생과 비교하면 가늠하기 어려울 만큼 긴 시간입니다.