지구를 덮고 있는 고체 물질 암석과 암석의 종류 그리고 순환

암석

지구를 덮고 있는 단단한 고체 부분입니다. 돌이라고도 합니다. 많은 곳에서 암석층은 겉으로 드러나지 않고 흙으로 덮여 있는데, 흙도 유기물이 섞인 작은 암석 조각으로 이루어져 있습니다. 또한 암석은 지표면뿐만 아니라 바다 밑바닥을 덮고 있습니다. 언덕이나 작은 산을 꿰뚫는 길이 나 있을 경우, 흔히 암석층이 드러나 있는 것을 볼 수 있는데, 이를 노두라고 합니다. 노두는 직접 관찰할 수 있고 접근하기 쉽기 때문에 간단한 도구를 가지고 암석을 채집할 수 있습니다. 암석을 돋보기나 현미경으로 관찰해보면, 대부분 여러 가지 광물이 합쳐져 있는 것을 알 수 있습니다. 예를 들어 현무암에서는 사장석과 휘석을 볼 수 있습니다. 어떤 암석은 광물의 크기가 너무 작아서 입자가 없고, 덩어리로 뭉쳐진 것처럼 보이기도 합니다. 하지만 이러한 암석도 아주 얇은 조각으로 잘라서 현미경으로 보면, 광물 입자를 볼 수 있습니다. 암석과 광물은 우리에게 매우 쓸모가 있습니다. 화강암, 대리암을 비롯한 여러 암석은 건축에 쓰이고, 석회암은 시멘트로 제조하여 콘크리트를 만드는 데 쓰입니다. 또한 알루미늄, 철, 납, 주석과 같이 실생활에서 널리 쓰이는 금속은 광석이라는 암석에서 나오며, 라듐이나 우라늄과 같은 방사선원소도 광석에서 얻을 수 있습니다. 광석이 모여 있는 곳을 광상이라고 하는데, 광상은 지표 가까운 곳에도 있고, 지하 깊은 곳에도 있습니다. 가끔 산 하나가 모두 철이나 구리 광상인 곳도 있습니다. 어떤 암석에서는 붕사, 흑연과 같은 쓸모 있는 비금속광물이 나옵니다. 아프리카에서는 다이아몬드가 감람암이라는 암석에서 나오며, 콜롬비아에서는 에메랄드가 검은색 석회암에서 나옵니다. 지질학자는 암석을 연구하여 지구의 역사를 밝히고, 암석층의 구조, 나이, 조성 등을 연구하여 석유층을 찾아냅니다. 또한, 암석에 들어 있는 화석을 연구하여 수백만 년 전에 살았던 생물의 종류도 알아내고, 암석 안에 남아 있는 방사선 원소의 양을 재서 암석의 나이를 계산하기도 합니다. 암석은 만들어지는 과정에 따라 크게 화성암, 퇴적암, 변성암으로 나눕니다.

 

 

화성암

땅속 깊은 곳에는 암석이 녹은 물질인 마그마가 모여 있는 곳이 있습니다. 마그마는 매우 큰 압력을 받고 있으며, 온도는 750~1250℃로 무척 뜨겁습니다. 뜨거운 마그마는 지진이나 땅속 깊은 곳에서 일어난 운동 때문에 생긴 틈을 따라 지표로 올라옵니다. 올라온 마그마가 식으면 굳어져서 화성암이 만들어지고, 화성암은 다시 분출암과 관입암으로 나눕니다.

 

퇴적암

퇴적암은 과거에 만들어진 암석 조각이나 동식물의 찌꺼기가 모여서 만들어집니다. 이러한 물질은 대부분 층을 이루며 바다 밑바닥에 쌓이고, 어떤 것은 땅 위와 호수나 강바닥에 쌓입니다. 처음에는 서로 합쳐지지 않은 상태로 있던 퇴적물이 오랜 시간이 흐르면 단단하게 뭉쳐져서 암석이 됩니다. 퇴적암은 암석을 만드는 물질에 종류에 따라 쇄설성 퇴적암, 화학적 퇴적암, 유기적 퇴적암으로 나누어집니다.

 

변성암

변성암은 이미 있던 암석의 모양과 광물 조성이 바뀌어 만들어진 암석입니다. 이러한 변화는 뜨거운 마그마 때문에 일어날 수도 있고, 암석이 땅속 깊이 파묻히거나 조산 운동이 일어날 때 나오는 열과 압력 때문에 일어날 수도 있습니다. 화성암, 퇴적암, 심지어 변성암까지 변성 작용을 받게 되면 새로운 변성암이 만들어집니다. 예를 들어 화강암은 석영, 장석, 운모로 되어 있으며, 배열 상태에 특징이 없습니다. 하지만 화강암이 변성 작용을 받으면 운모 결정으로 된 층과 장석, 석영 결정으로 된 층이 번갈아 줄지어 나타나는 편 마 구 조가 만들어집니다. 이렇게 만들어진 새로운 암석을 편마암이라고 합니다. 그리고 석회암이 변성 작용을 받으면, 석회암을 이루는 방해석이 다시 결정화하면서 대리암이 만들어집니다. 사암이 변성 작용을 받으면, 원래 있던 석영 입자들이 서로 달라붙어 더욱 커져 규암을 만듭니다. 부드러운 셰일은 단단한 점판암으로 바뀌고, 열과 압력이 더욱 높아짐에 따라 천매암, 편암, 편마암으로 점차 바뀝니다.

 

암석의 순환

암석은, 시간이 지나면서 풍화되거나 변성되어 새로운 종류의 암석으로 변합니다. 암석의 변화가 되풀이되는 과정을 암석의 순환이라고 합니다. 암석의 순환은 지표면으로 흘러나온 마그마가 굳어서 생기는 화성암에서 시작됩니다. 화성암은 오랫동안 햇빛, 바람, 물, 생물의 영향을 받으며 화학적으로 변하거나 작은 입자들로 부서집니다.(이를 풍화작용이라고 함.) 이 입자들이 한 곳에 쌓인 뒤 굳으면(이를 고화 작용이라고 함.) 퇴적암이 됩니다. 퇴적암이 땅속에 묻힌 뒤에 높은 열과 큰 압력을 받으면 암석의 조직과 광물의 조성이 변하여(이를 변성 작용이라고 함.) 변성암이 됩니다. 만일 온도가 매우 높으면 변성암은 완전히 녹아서 마그마가 되고, 마그마는 지표로 분출되어 다시 화성암이 만들어집니다. 암석의 순환 과정은 이와 같지만, 이 순서대로 거치는 경우는 드물다. 암석의 순환은 중도에 멈추거나, 단계를 건너뛰고, 반복하며, 심지어 되돌아가기도 합니다. 예를 들면 화성암이 바로 변성암이 되기도 하며, 퇴적암이 풍화되었다가 다시 퇴적돼도 고화되어, 다른 종류의 퇴적암이 되는 경우도 있습니다.