신비한 자연 현상, 세계 유명 주상절리(柱狀節理, Columnar Joint) 

[靑山(청산) 노승렬]

주상절리(柱狀節理, Columnar Joints)는

규칙적으로 돌기둥이 늘어서 있어

아름다운 경관을 만들어 낸다.

신기한 돌기둥 무리 주상절리는

어떻게 형성되었을까?

1. 균열이 만들어 내는 주상절리

 주상절리는 화산 분화 등으로

지표면으로 나온 용암과

고온의 화쇄류 퇴적물

(고온의 암석, 화산재, 화산 가스 혼합물)이

식어서 굳어 만들어진다.

표면으로 나온 직후의 용암과

고온의 화쇄류 퇴적물은

걸쭉한 액체 상태이지만,

서서히 식어 표면에서 굳기 시작한다.

그에 따라 부피가 줄어든다.

이 부피의 수축이야말로

주상절리가 형성되는

가장 중요한 요인이다.

가. 용암 등의 가장 바깥쪽 표면은

흐르면서 식어서 굳기 때문에,

이동 중에 갈라져

불규칙적인 구조가 만들어진다.

그러나 흐름이 멈춘 다음부터는

식어서 굳기 시작하는

내부의 면에서는

각 부분이 동일하게 식고

수축하기 때문에

 규칙적인 균열이 생긴다.

이 균열은 육각형이 되는 경우가 많다.

나. 식어서 굳은 면의 각 부분이

동일한 양만큼 수축하면

원형이 되겠지만,

원으로는 면을 완전히 메우지 못하고

커다란 틈이 생긴다.

그래서 원형에 가깝고

틈이 없이 면을 메울 수 있는

육각형이 가장 안정적인 형태가 된다.

그러나 실제로는

용암 등이 균일하지 못하기 때문에

오각형이나 칠각형으로

균열이 생기는 경우도 많다.

다. 시간이 더 지나면,

식어서 굳은 영역은

좀 더 깊숙한 부분으로 뻗는다.

이에 따라 수축으로 생긴 균열도

깊숙한 곳으로 쭉 뻗어 나가,

기둥 모양의 구조가 완성된다.

그 후 형성된 각각의 기둥이

아래 위로도 수축하고,

수평 방향으로 균열이 생긴다.

이렇게 해서 용암 내부에

주상절리가 완성된다.

주상절리가 형성되는 구조

2. 굳을 때까지의 시간이 좌우한다.

 용암 등이 분출되어

완전히 식어서 굳을 때까지의 시간은

몇 년에서 몇백 년이

걸린다고 생각되는데,

분출된 양과 주위 환경에 따라

크게 달라진다.

이렇게 식어서 굳는 속도로

주상절리가 결정된다는

사실이 알려져 있다.

빨리 굳을수록

가느다란 주상절리가 되고,

천천히 굳을수록

큰 주상절리가 된다고 한다.

 또 식어서 굳는 속도는

분출물의 종류에 따라서도

영향을 받는다.

밀도가 높은 현무암 용암은

열이 전달되기 쉽기 때문에

바로 식어서

비교적 작은 주상절리를 만든다.

좀 더 밀도가 낮은 안산암 용암과

내부에 가스를 함유함

화쇄류 퇴적암은

시간이 걸리기 때문에

더 큰 주상절리를 만든다. 

3. 바다와 강이 최후의 마무리를 한다.

 주상절리는 식어서

굳은 용암과 화쇄류 퇴적물 내부에서

형성된다.

그렇기 때문에

이 구조를 관찰하려면

표면이 바다나 강의 작용으로 깎여서

내부가 드러나야 한다.

주상 절리가 바다나 강 근처에

많이 있는 것은 이런 이유에서다.

4. 주상절리 갤러리

 주상 절리는 그다지 희귀한 것은 아니어서

많은 곳에서 볼 수 있다.

가. 거인의 돌길(Giant's Causway)

1) 위치: 영국 - 북아일랜드

2) 특징: 전 세계적으로 가장 유명한 주상절리

3) 재료: 현무암 용암

 전 세계적으로 가장 유명한 주상절리는

북아일랜드의 앤트림 주

(Country Antrim)

해안에 있는

거인의 돌길(Giant's Causway)일 것이다.

 이곳의 풍경은

마치 먼 옛날 만들어진

웅장한 건축물이

폐허로 변한 것 같지만

실은 자연이 만든 천연 기둥이다.

약 6,000만 년 전

유럽과 아메리카 대륙이

분열되기 시작하면서

화산활동으로 균열이 심화되었다.

그리고 녹아내린 용암이

현재 북아일랜드와

스코틀랜드가 있는

지역으로 쏟아져 내려

유럽 최대의 현무암 고원을

형성했하였다.

용암은 식으면서 응축되는데

이 과정에서

결정(Crystal)이 만들어졌다.

그 후 빙하기가 찾아와

결정은 부서져

대서양 바다의 거친 파도에

시달리게 되었다.

 오늘날에는 최고 2m 정도의 기둥이

36cm 두께의 현무암 판에

한데 모여 있다.

이것은 풍화와

해안 침식 작용을 겪으면서

기둥과 판 사이의 약한 부분은

깎여 나가고

여기에 화산작용까지 더해져,

현재와 같은 계단 모양이 완성된 것이다.

지금은 바다로 내려가는

계단이 만들어져 있는 것처럼 보인다.

자연이 만든 독특한 건축물들이 있는

근처의 노퍼 항구(Port Noffer)도

가볼 만하다.

이곳은 레드 제플린(Led Zeppelin)의 5집

House of the Holy의 앨범 아트를

촬영한 장소이기도 하다.

거인의 돌길(Giant's Causway)

거인의 돌길(Giant's Causway)

거인의 돌길(Giant's Causway)

거인의 돌길(Giant's Causway)

거인의 돌길(Giant's Causway)

거인의 돌길(Giant's Causway)

거인의 돌길(Giant's Causway)

거인의 돌길(Giant's Causway)

거인의 돌길(Giant's Causway)

거인의 돌길(Giant's Causway)

나. 핑걸의 동굴(Fingal's Cave)

1) 위치: 영국 - 스태파 섬

2) 특징: 건축물 같은 동굴

 아래의 사진은

영국 스태파 섬(Staffa Island)이라는

무인도에 있는 핑걸의 동굴

(Fingal's Cave)이다.

약 6,000만 년 전의 화산 활동으로

현무암 주상절리가 형성되었다.

그 후 굳은 용암이

파도의 침식을 받아

구멍이 생겨 이 동굴이 되었다.

동굴 높이는 해수면에서 20m 정도,

안쪽까지의 길이는 70m 정도이다.

핑걸의 동굴(Fingal's Cave)

핑걸의 동굴(Fingal's Cave)

핑걸의 동굴(Fingal's Cave)

핑걸의 동굴(Fingal's Cave)

다. 라올 곶(Cape Raoul)

1) 위치: 오스트레일리아 - 태즈메이니아 섬

2) 특징: 거대한 기둥이 줄지어 늘어선 곶(Cape)

 아래의 사진 참조

오스트레일리아, 태즈메이니아 섬

(Tasmania Island)에 있는

라올 곶(Cape Raoul)에는

지름이 2m 정도 되는

주상절리 기둥이 솟아 있다.

기둥의 높이는 200m 이상에 이른다.

용암이 땅속에서

오랜 세월에 걸쳐

천천히 식었기 때문에

아주 큰 주상절리가

만들어졌다고 생각된다.

라올 곶(Cape Raoul)

라올 곶(Cape Raoul)

라올 곶(Cape Raoul)

라올 곶(Cape Raoul)

라올 곶(Cape Raoul)

라올 곶(Cape Raoul)

라올 곶(Cape Raoul)

라. 다카치호 협곡의 주상절리

1) 위치: 일본 - 미야자키 현 다카치호 협곡

2)특징: 자연이 만든 장식

3) 재료: 화쇄류 퇴적물

 일본 미야자키 현

다카치호 협곡에서는

주상절리가

강 양쪽으로 늘어서 있어,

마치 강변의 인공적인 콘크리트

시설 같은 느낌을 받을 수 있다.

이 주상 절리는 대략 13만 년 전

아소산(2006년에도 연기가 나왔다)의

거대 분화로 분출된

고온의 화쇄류 퇴적물이

굳어서 만들어졌다.

그 후 강의 침식 작용으로 깎여

지금과 같은 협곡이 되었다.

 굵고 높이 솟아 있는 기둥 위에서는

마치 장식과 같은 모양을 관찰할 수 있다.

그것도 주상절리이다.

용암이 식을 때

여러 방향으로 냉각이 진행됨으로써

용암 내부가 불규칙적으로 뭉쳐져

이런 모양이 만들어졌다고 추정된다.

다카치호 협곡(Takachiho Gorge)

다카치호 협곡(Takachiho Gorge)

다카치호 협곡(Takachiho Gorge)

다카치호 협곡(Takachiho Gorge)

다카치호 협곡(Takachiho Gorge)

다카치호 협곡(Takachiho Gorge)

마. 겐부도 공원의 주상절리

1) 위치: 일본 - 효고 현 겐부도 공원

2) 특징: 곡선을 표현하는 무수한 기둥

3) 재료: 현무암 용암

 일본 효고 현의 겐부도 공원에서는

폭 20~40cm인 육각기둥이

밀집된 관경을 볼 수 있다.

약 160만 년 전의 분화로

지표면으로 흘러나온 용암으로 인해 만들어진

현무암 주상절리이다.

똑바로 수직으로 뻗은 기둥뿐만 아니라

휘어진 기둥도 볼 수 있다.

용암이 식어서 굳을 때의

지형의 영향으로

복잡하게 식었기 때문에

휘어진 기둥이 생긴 것으로 보인다.

겐부도 공원의 주상절리

겐부도 공원의 주상절리

바. 다다미이시

1) 위치: 일본 - 오키나와 현 구메 섬 해안

2) 특징: 바닥을 가득 메운 육각형

3) 재료: 안산암 용암

 일본 오키나와 현

구메 섬(Kumejima Island) 해안에는,

지름 1~2m인 육각형 암석

약 1,000개가

거북의 등처럼 바닥에 깔려 있다.

이 돌들은 다다미이시

(壘石, Tatami-Ishi)라고 불리는데,

파도에 깎여 주상절리 단면이

드러난 것이다.

다다미이시(壘石)란

일본식 돗자리인 다다미 같은

돌이라는 뜻이다.

땅속에는 아직 기둥 부분이 묻혀 있다.

다다미이시는 대략 600만 년 전에

식어서 굳은 안산암 용암으로

이루어져 있다.

다다미이시(壘石, Tatami-Ishi)

다다미이시(壘石, Tatami-Ishi)

다다미이시(壘石, Tatami-Ishi)

다다미이시(壘石, Tatami-Ishi)

다다미이시(壘石, Tatami-Ishi)

사. 제주도 중문·대포 해안 주상절리

1) 위치: 한국 - 제주도 서귀포시 이어도로 36-24

2) 특징: 자연이 만든 장식

3)재료: 현무암 용암

 제주도 중문·대포 해안 주상절리대는

서귀포시 중문동·대포동 해안을 따라

분포되어 있다.

약 3.5km에 이르며,

용암의 표면에는

클링커(Clinker, 몇 종류의 무기 성분

원료를 소성할 때

반용융 상태로 딱딱하게 구운

덩어리 상태의 물질)가

형성되어 거친 표면을 보이나,

파도의 침식에 의해 나타나 있는

용암 단위의 중간 부분을 나타내는

그 단면에서는

벽화와 같은 아름다운

주상절리가 잘 발달했다. 

주상절리의 크기는

키가 큰 것은 20m 내외로 발달하며

상부에서 하부에 이르기까지

깨끗하고 다양한 형태의

석주들을 보여주고 있다.

제주도 중문·대포 해안 주상절리대

제주도 중문·대포 해안 주상절리대

제주도 중문·대포 해안 주상절리대

제주도 중문·대포 해안 주상절리대

제주도 중문·대포 해안 주상절리대

대구 오성중학교와

오성고등학교에서

영어 교사로 근무할 때

1971년 여름방학중 교직원친목회에서

2박3일간(태풍으로 3박4일,

덕택으로 서귀포에서 5.16도로

중간 최고 지점까지 왕복했다)

왕복 KAL기 편으로 제주도 여행을 가서

관광버스를 대절하여

서귀포가 고향인 경대사대 출신

고창석 지리 선생의 안내로 

제주 중문 주상절리대와

주상절리가 있는

천제연 폭포를 관광했다.

중학교에서 먼 나라 지리,

고등학교에서 인문지리와 

지학을 배웠으나

대학교에서는 영어영문학과였으니

    주상절리는 이때 처음 들었다.

오성중학교에서

2학년 3반 담임을 했는데

평준화 되고 입학한 학생들로

우리 반 안경봉 반장, 김병희, 이대희

다른 반 학생 2명(한 명은 불참)이 

서울대에 합격하고 4명이

여의도 시범아파트에 

합격 인사를 하러 와서 깜짝 놀랐다.

  모두들 모범생 제자들이었다.

주상절리(柱狀節理, Columnar Joint)

한자를 보면 주상(柱狀)은

기둥 주, 모양 상,

즉 기둥 모양을 의미한다.

기둥 모양의 절리.     

그럼 절리(節理, joint)는 무엇일까?  

쉽게 말하면 암석이 갈라진 것을 말한다.

암석에 생긴 불연속면. 

그러면 왜 절리(節理)라고 했을까? 

절(節)이란 마디,

관절처럼 갈라진 것,

 쪼개진 것을 말한다. 

리(理)는 이치, 원리를 말한다.     

즉 아무리 돌이라도

갈라지는 모양을 보니

막 아무렇게나 갈라지지 않고

일정한 이치에 따라

갈라지더라는 것이다.

일정한 이치라는 건

갈라진 모양이 육각형이거나,

판모양으로

켜켜이 쌓여있거나,

아니면 커다란 암석이

일정한 형태로 선이 그어져

      갈라져 있거나 하는 등이다.     

기둥 모양으로 갈라져 있으면

주상절리, 

넓은 판 모양의 돌들이 쌓여 있으면

판상절리이다. 

등산을 하다보면

편평하게 쌓인 돌들을

가끔은 볼 수 있는데 이게 바로

판상절리이다.

너덜길은 주상절리가 

풍화작용으로 부서진 것이다. 

판상절리

북아일랜드 북부 해안에는

거인의 뚝방길이라는 이름의

유명한 주상절리가 있고,

미국 와이오밍에는

데빌스 타워(악마의 탑)라는

높이 260m에 달하는

거대한 주상절리가 있다.

(좌) 북아일랜드의 거인의 뚝방길

(Giant's Causeway) 

 (우) 미국 와이오밍의 데빌스 타워

(Devil's Tower)

참고로 단층(斷層)과 헷갈릴 수 있는데

단층은 영어로 fault, 즉,

암석들이 완전히 끊어져서

서로 반대방향으로

어긋나 있는 것을 말한다. 

단층

주상절리(柱狀節理)

제주도의 주상절리

제주도의 주상절리와 호수

북아일랜드의 주상절리

자이언트 코즈웨이

(Giant's Causeway)

아이슬란드 주상절리

정말 환상적인 풍경이다.

이러한 환상적인 경치를 찾아

사진 작가들은 잠도 설치고

인내심을 가지고 석양까지 기디린다.

아이슬란드 주상절리

탄성이 절로 나오는 작품이다.

아이슬란드 주상절리

신비감이 든다.

이 작품을 제작한 사진 작가에게

감사를 드린다.

아이슬란드 주상절리

인간이 오염시키지 않은 

순수한 자연의 모습.

아이슬란드가 멀고

혹독한 기후여서 

당분간은 보존이 되겠지.

아득한 옛날 바이킹 족이

살았음이 고증되었는데

구라파 백인의 최초 출현지라고

하는 얘기도 거짓임을 알았다. 

아이슬란드 동부의 주상절리,

스투드라길협곡

아이슬란드 동부의 주상절리,

스투드라길협곡

아이슬란드 동부의 주상절리,

스투드라길협곡

아이슬란드 동부의 주상절리,

스투드라길협곡

아이슬란드 동부의 주상절리,

스투드라길협곡

아이슬란드 동부의 주상절리,

스투드라길협곡

 아이슬란드 스바르티포스 폭포(Svartifoss)

 아이슬란드 스바르티포스 폭포(Svartifoss)

 아이슬란드 스바르티포스 폭포(Svartifoss)

아이슬란드 레이니스파아라 주상절리

아이슬란드 레이니스파아라 주상절리

아이슬란드 레이니스파아라 주상절리

지상 최대 최고 주상절리의 종결자,

아르메니아 가르니 계곡의 심포니 오브 스톤

(Symphony of Stones, 돌들의 교향곡)

아르메니아 가르니 계곡의 주상절리

멕시코 중부 고원지대에는

협곡과 폭포, 온천이 유명하다고 한다.​

 멕시코의 13대 불가사의라고도 하는

프리스마스 바살티코스는

용암이 빨리 굳어 침식되어 만들어진

현무암 협곡지대라는데

주상절리와 폭포가 절경이다!

여긴 스케일이 완전 다름

역시 땅이 크니 모든 게 다 큰 듯하다.

주상절리(柱狀節理)는

용암이 급격하게 식어서 굳을 때

육각기둥 모양으로 굳어져 생긴 지형이다.

주상절리는

용암이 식으면서

기둥 모양으로 굳은 것인데,

기둥의 단면은 4각~6각형으로

다양한 모습을 보인다.

유동성관계로

큰 현무암질 용암류가 급격히 냉각되면

큰 부피변화와 함께 수축하게 된다.

이때 용암이 식으면서

최소한의 변의 길이와

최대의 넓이를 가지는

육각기둥의 모양으로

굳는 경향을 보인다.

(원은 선의 길이를

가장 효율적으로 사용하여

같은 길이 대비,

다른 도형보다 넓이가 크지만

원으로는 빈틈 없이

조밀한 구조를 생성할 수 없다.)

수축이 진행되면서,

냉각중인 용암표면에서

수축이 일어나는 중심점들이

생기게 된다.

이런 지점들이 고르게 분포하면서,

그 점을 중심으로 냉각, 수축이 진행되면

다각형의 규칙적인

균열이 생기게 된다.

이러한 균열들이

수직으로 발달하여

현무암층은 수천 개의 기둥으로

나뉘게 되었다.

이들은 용암의 두께, 냉각 속도 등에 따라

높이 수십 m, 지름 수십 cm의

다양한 모습으로 발달하게 된다고 한다.

포항 달전리 주상절리 -

대한민국 천연기념물 415호

제주 중문·대포 해안 주상절리대 -

대한민국의 천연기념물 443호

무등산 주상절리대 -

대한민국의 천연기념물 제465호

경주 양남 주상절리군 -

대한민국의 천연기념물 제536호

강동화암주상절리 -

울산광역시 시도기념물 제42호

세계의 주상절리 목록

포르투갈 Porto Santo Island에서 본

현무암 기둥

인도 데와스 지역의 카바디아 산 정상에 있는

서로 맞물린 현무암 기둥

터키 현무암 암석 천연기념물의

수직절리 주상 현무암

눈에 띄는 육각형 현무암 기둥이 있는

메쉬심 강(시리아, 이스라엘 분쟁)

홍콩 하이 아일랜드 저수지의

유문암 응회암 곡선 기둥

Cape Stolbchatiy,

러시아 쿠릴열도의 주상 현무암

인도네시아 구눙 파당 꼭대기의 돌

말레이시아 Kg Balung Cocos, Tawau, 사바

말레이시아 타 와우의 외딴 곳에서

강을 따라 노출된 현무암 기둥

베트남 푸옌성 뚜이 호 아시 근처의

돌판절벽(Gành Đá Đĩa)

La Concepción, 아쿨코, 멕시코

Rhön, North Bavaria, Germany의

현무암 기둥

그리스 밀로스 화산암 기둥

프랑스령 서인도 제도의

Les Saintes에 있는

Pain de sucre(설탕 덩어리)

현무암의 주상절리

미국 캘리포니아 데블스 포스트파일

(Devil's Postpile)의 주상 현무암

미국 와이오밍 Devils Tower

멕시코 마스코타 강의 현무암 기둥

멕시코 이달고의 Huasca de Ocampo에 있는

Santa María Regla의 현무암 프리즘

호주 태즈메이니아 케이프 라울 

뉴질랜드 더니든 블랙헤드

인도네시아 서부 자바의 구눙 빠당

(Gunung Padang)에 있는

힌두교 기원으로 추정되는

고대 유적지는

현무암 기둥을 수평으로 배치하여

언덕 경사면에 테라스를 형성하고

수직 기둥을 세워

지붕이 열린 방을 만드는 방식으로

지어져졌다.

현무암 형성의 조각

출처: 알베르토 포르티스,

델라 발레 불카니코 마리나 디 론카넬 영토

오버론즈(1778년)

이름 없는 분화구 벽,

Marte Vallis 지역,

화성에서 주상절리 암석.

애리조나 주립대학의

고해상도 이미징 과학 실험의

이미지 제공

옮견온 글 편집