빙하학

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1. 개요
2. 빙하의 종류
- 2.1. 산악 빙하
- 2.2. 대륙 빙하
3. 빙하의 구역
- 3.1. 눈더미 형성대
- 3.2. 삭박대
4. 빙하 평형선과 ELA
5. 빙하의 이동
- 5.1. 이동 속도
6. 빙하 관련 용어
- 6.1. 주요 용어
7. 빙하 퇴적물
- 7.1. 층상 퇴적물
- 7.2. 비층상 퇴적물
8. 설빙 현상 (일본어 위키백과 참고)
- 8.1. 강수 현상
- 8.2. 착빙 및 기타 현상
참조

1. 개요

빙하학은 빙하의 종류, 구역, 이동, 퇴적물 등 빙하와 관련된 현상을 연구하는 학문이다. 빙하는 산악 빙하와 대륙 빙하로 구분되며, 산악 빙하는 계곡을 따라 흐르는 얼음 혀를, 대륙 빙하는 고위도 지역의 거대한 빙상을 의미한다. 빙하의 이동은 빙하의 질량 수지에 따라 결정되며, 빙하의 온도, 경사도, 두께, 하부 물의 역학 등에 영향을 받는다. 빙하학에서는 빙하의 삭박, 퇴적물, 평형선 고도(ELA) 등 다양한 용어를 사용하며, 설빙 현상과 관련된 기상 현상도 연구한다.

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빙하학
개요
학문 분야	지구과학의 한 분야
연구 대상	얼음 및 얼음과 관련된 자연 현상
관련 학문	지질학 기상학 지리학 물리학 생물학 화학
세부 분야
연구 대상에 따른 분류	빙하 연구 설빙 연구 해빙 연구 동토 연구
연구 방법에 따른 분류	실험빙하학 이론빙하학 수치빙하학
응용 분야에 따른 분류	기후변화 연구 수자원 연구 재해 연구 환경 연구 공학 연구

2. 빙하의 종류

빙하는 형태와 주변 지형과의 관계에 따라 구분할 수 있다. 빙하학자들은 빙하를 크게 산악 빙하와 대륙 빙하 두 가지 유형으로 나눈다. 산악 빙하는 계곡에 국한된 얼음의 축적 또는 "얼음 강"이며, 대륙 빙하는 과거 북쪽 대륙의 대부분을 덮었던 제한 없는 얼음의 축적이다.

2. 1. 산악 빙하

산악 빙하는 산악 지역의 계곡을 따라 얼음이 흘러내려 아래 평야 쪽으로 이동하는 얼음 혀를 형성한다. 산악 빙하는 기존 지형의 규모를 더하고 개선하여 지형을 더욱 험준하게 만드는 경향이 있다. 다양한 지형적 특징으로는 ''카르''(cirque)라고 불리는 큰 협곡과 두 개의 카르 가장자리가 만나는 능선인 아레테(arête)가 있다.

2. 2. 대륙 빙하

대륙 빙하는 현재 고위도(그린란드/남극)에서만 발견되는 면적 수천 제곱킬로미터, 두께 수천 미터에 달하는 대규모 빙상이다. 이러한 빙하는 지형을 매끄럽게 만드는 경향이 있다.

3. 빙하의 구역

빙하는 눈이 오랫동안 쌓여 만들어진 거대한 얼음 덩어리이다. 빙하는 매우 느리게 움직이며, 계곡 빙하처럼 높은 산에서 내려오거나, 대륙 빙하처럼 쌓이는 중심에서 바깥쪽으로 이동한다.

빙하는 크게 두 구역으로 나뉜다.

눈더미 형성대
삭박대

3. 1. 눈더미 형성대

눈더미 형성대는 얼음이 생성되는 속도가 제거되는 속도보다 빠른 곳을 말한다.^[1]

3. 2. 삭박대

삭박(또는 감소)대 – 융해, 붕괴, 증발(승화)의 합이 매년 추가되는 눈의 양보다 많은 곳^[1]

4. 빙하 평형선과 ELA

빙하 평형선은 위쪽의 빙하 누적 지역과 아래쪽의 융해 지역을 구분하는 선이다. 평형선 고도(ELA)와 그 변화는 빙하의 건강 상태를 나타내는 주요 지표이다. ELA의 장기적인 모니터링은 기후 변화의 지표로 사용될 수 있다.^[1]

5. 빙하의 이동

강수(눈 또는 얼어붙은 비)에 의한 빙하의 축적량이 융빙에 의한 손실량보다 많으면 빙하는 ''양의 빙하 질량 수지''를 보이며 전진한다. 반대로, 부피 손실(증발, 승화, 융해, 해체)이 축적량을 초과하면 빙하는 ''음의 빙하 질량 수지''를 보이며 후퇴한다. 강수에 의한 빙하의 부피 유입량이 해체, 증발, 융해로 인한 얼음 부피 손실량과 같을 때 빙하는 정상 상태를 유지한다.

일부 빙하는 극도로 빠른 속도로 전진하는 시기를 보이는데, 이는 일반적으로 여겨지는 속도보다 100배 빠르며, 이를 ''급류 빙하''라고 한다. 급류 현상은 예를 들어 스발바르에서와 같이 10년에서 15년 간격으로 발생할 수 있다. 이는 주로 아극지방 빙하의 축적 지역에서 지면에 얼어붙은 장기간의 축적 기간 때문이다. 축적 지역의 추가 부피로 인한 응력이 증가하면 기저부의 얼음의 압력 융해점에 도달할 수 있으며, 기저 빙하 얼음이 녹고 빙하는 녹은 물의 박막 위에서 급류 현상을 일으킨다.^[2]

2017년 파키스탄 북부 길기트-발티스탄의 쿠르도핀 빙하와 쉼샬 강. 쉼샬 계곡으로 흘러드는 여러 빙하는 강을 막을 위험이 있다. 쿠르도핀 빙하는 2016~2017년에 급격히 팽창하여 상당한 크기의 호수를 만들었다.

2017년 5월 13일 우주에서 본 쉼샬 계곡의 빙하들. 쿠르도핀 빙하는 쉼샬 강을 막아 빙하호를 형성했다. 강은 빙하의 발끝 부분을 따라 길을 만들기 시작했다. 2017년 8월 초까지 호수는 완전히 물이 빠졌다.

5. 1. 이동 속도

빙하의 이동은 일반적으로 느리다. 속도는 하루에 수 센티미터에서 수 미터까지 다양하다. 이동 속도는 다음과 같은 요인에 따라 달라진다.^[3]

빙하의 온도: 극지방 빙하는 표면부터 바닥까지 어는점보다 훨씬 낮은 온도의 차가운 얼음을 보이며, 기반암에 얼어붙어 있다. 온대 빙하는 표면부터 바닥까지 일년 내내 녹는점 온도를 유지한다. 이로 인해 빙하는 얇은 층의 융빙수 위를 미끄러진다. 알파인 지역의 대부분의 빙하는 온대 빙하이다.
경사도
빙하의 두께
빙하 하부 물의 역학

강수(눈 또는 얼어붙은 비)에 의한 빙하의 축적량이 융빙에 의한 손실량보다 많으면 빙하는 '양의 빙하 질량 수지'를 보이며 전진한다. 반대로, 부피 손실(증발, 승화, 융해, 해체)이 축적량을 초과하면 빙하는 '음의 빙하 질량 수지'를 보이며 후퇴한다. 강수에 의한 빙하의 부피 유입량이 해체, 증발, 융해로 인한 얼음 부피 손실량과 같을 때 빙하는 정상 상태를 유지한다.

일부 빙하는 극도로 빠른 속도로 전진하는 시기를 보이는데, 이는 일반적으로 여겨지는 속도보다 100배 빠르며, 이를 '급류 빙하'라고 한다. 급류 현상은 예를 들어 스발바르에서와 같이 10년에서 15년 간격으로 발생할 수 있다. 이는 주로 아극지방 빙하의 축적 지역에서 지면에 얼어붙은 장기간의 축적 기간 때문이다. 축적 지역의 추가 부피로 인한 응력이 증가하면 기저부의 얼음의 압력 융해점에 도달할 수 있으며, 기저 빙하 얼음이 녹고 빙하는 녹은 물의 박막 위에서 급류 현상을 일으킨다.

6. 빙하 관련 용어

빙하학에서는 설빙 현상(눈 또는 얼음 기상 현상)을 총칭하여 다룬다. 이는 물의 고체 상태인 "얼음"과 관련된 모든 현상을 포함한다.

강수 현상에는 눈, 우박, 싸락눈, 진눈깨비, 얼어붙는 비, 착빙성 비, 수정, 눈보라 등이 있다. 서리와 착빙 현상(수빙, 조빙, 수상), 빙무, 과냉각 안개(착빙성 안개)도 설빙 현상에 포함된다.

적설과 관련된 현상으로 지속적인 눈덮개, 만년설, 빙하, 빙상, 빙붕 등이 있다. 또한 쌓인 눈이 녹는 융설, 녹은 눈이 다시 어는 착설, 선체 착빙, 빙판, 고드름, 빙순, 바다의 해빙, 빙산, 유빙, 연못이나 강의 결빙, 지면의 서릿발 등도 설빙 현상에 해당한다.

압력 릿지, 폴리니아, 크레바스 등 빙하, 해빙, 결빙과 관련된 현상도 포함된다. 다만, 권곡(카르)이나 U자곡과 같은 지형은 빙하학의 대상이지만 설빙 현상에는 포함되지 않는다.

6. 1. 주요 용어

삭박: 승화, 빙하 용융 및 빙산 붕괴를 통해 빙하가 감소하는 것을 말한다.
삭박대: 삭박을 통한 연간 빙하 손실이 강수를 통한 연간 증가량보다 많은 빙하 지역을 가리킨다.
아레테: 두 개의 카르가 만나는 지점에 형성된 뾰족한 암석 능선이다.
베르크슈룬트: 빙하 머리 부분 근처에 생기는 크레바스로, 빙하 덩어리가 지질학적 단층처럼 회전, 전단, 파열되어 만들어진다.
카르: 빙하의 원천에 의해 깎여 만들어진 그릇 모양의 함몰 지형이다.
크리프: 응력에 대한 분자 수준의 조정을 뜻한다.
흐름: (빙하의) 일정한 방향으로 이동하는 현상이다.
균열: 크리프만으로는 수용하기 어려울 정도로 빠른 움직임 때문에 발생하는 응력 하에서의 취성 파괴(빙하 파괴) 현상이다. 예를 들어 빙하 중앙 부분이 가장자리보다 빠르게 움직일 때 나타난다.
빙하 지형: 빙하 내부, 위, 아래, 주변의 형태 구조를 통틀어 이르는 말이다.
모레인: 빙하에 의해 운반되어 측면(측방 모레인)이나 기저(말단 모레인)에 쌓인 퇴적물이다.
네베: 빙하 상단(주로 카르)에 위치하여 눈이 쌓이고 빙하를 공급하는 지역이다.
누나탁/'''로뇽'''/'''빙하섬''': 빙하로 덮인 산에서 드러난 봉우리를 말한다.
혼: 세 개 이상의 카르가 한 산 주위에서 후퇴 침식을 일으켜 형성된 암석 첨탑으로, 피라미드 봉우리라고도 부른다. 아레테의 극단적인 형태이다.
풀킹/채석 : 암석에 대한 빙하의 부착력이 암석의 응집력보다 강할 때, 암석 일부가 흐르는 빙하와 함께 이동하는 현상이다.
타른: 카르에 있는 빙하기 이후의 호수이다.
터널 계곡: 빙상 가장자리 아래에서 빙하와 암석의 수력 침식으로 형성된 터널이다. 빙상이 녹은 뒤 기저 암석에 남은 터널의 잔해를 말한다.

7. 빙하 퇴적물

빙하 퇴적물은 빙하의 작용으로 운반, 퇴적된 물질이다. 크게 층상 퇴적물과 비층상 퇴적물로 나뉜다. 층상 퇴적물은 빙하가 녹은 물에 의해 운반, 퇴적되어 층 모양을 이루는 퇴적물이고, 비층상 퇴적물은 빙하에 의해 직접 운반, 퇴적되어 층 모양이 없는 퇴적물이다. 대표적인 층상 퇴적물로는 충적평야의 모래/자갈, 빙퇴구, 에스커, 케임, 연흔 등이 있으며, 비층상 퇴적물로는 빙하퇴석, 빙퇴석, 드럼린, 능선상 빙퇴석 등이 있다.^[3]

7. 1. 층상 퇴적물

충적평야 모래/자갈: 빙하 전면에서 발견되는 평야이다.
빙퇴구: 정체된 빙하의 덩어리가 함몰지나 구덩이를 남길 때 형성된다.
에스커: 가파른 경사의 자갈/모래 언덕으로, 정체된 빙하 아래를 흐르는 하천에 의해 형성되었을 가능성이 있다.
케임: 층상의 표류물이 낮고 가파른 언덕을 형성한다.
연흔: 빙하호의 번갈아 나타나는 얇은 퇴적층(거친 입자와 고운 입자)이다. 여름철에는 더 많고 거친 물질이 퇴적되고, 겨울철에는 더 적고 고운 물질이 퇴적된다.^[3]

7. 2. 비층상 퇴적물

^[3]

'''빙하퇴석(Till):''' 후퇴하거나 전진하는 빙하에 의해 퇴적된 (빙하가루부터 거석까지) 무선별 퇴적물로, 빙퇴석과 드럼린을 형성한다.
'''빙퇴석(Moraine):''' 빙하 끝에 퇴적된 물질(말단 빙퇴석), 빙하가 녹으면서 퇴적된 물질(기저 빙퇴석), 빙하 측면을 따라 퇴적된 물질(측면 빙퇴석)을 통칭한다.
'''드럼린(Drumlin):''' 빙하퇴석으로 구성된 매끄럽고 길쭉한 언덕.
'''능선상 빙퇴석(Ribbed moraines):''' 과거 빙하 흐름과 가로지르는 거대한 빙하 하부의 길쭉한 언덕.

8. 설빙 현상 (일본어 위키백과 참고)

빙하학에서 설빙 현상(snow or ice weather phenomena)은 물이 고체 상태인 얼음을 거치는 기상 현상과 그와 관련된 현상을 총칭하는 용어이다.^[1]

적설과 관련된 현상으로는 지속적인 눈덮개, 만년설, 빙하, 빙상, 빙붕 등이 있다.^[1] 권곡(카르)이나 U자곡과 같은 지형은 빙하학의 대상이 되기도 하지만, 설빙 현상에는 포함되지 않는다.^[1]

8. 1. 강수 현상

강수 현상에서는 눈, 우박, 진눈깨비, 동결비, 착빙성 우, 수정, 눈보라 등의 현상이 포함된다.^[1]

8. 2. 착빙 및 기타 현상

강수 현상에서는 눈, 싸락눈, 우박, 진눈깨비, 동결비, 착빙성 비, 수정, 눈보라 등의 현상이 포함된다.^[1]

서리, 착빙 현상인 수빙, 조빙, 수상 등도 모두 설빙 현상이다.^[1] 빙무, 과냉각 안개(착빙성 안개)도 마찬가지이다.^[1]

이 외에도 적설과 관련된 현상, 쌓인 눈이 녹는 융설, 녹기 시작한 눈이 얼어붙는 착설, 수역에서의 선체 착빙이나 빙판, 고드름, 빙순, 바다의 해빙, 빙산, 유빙, 연못이나 강 등의 결빙, 지면의 서릿발 등도 설빙 현상에 포함된다.^[1]

압력 릿지, 폴리니아, 크레바스 등 빙하나 해빙, 결빙과 관련된 현상도 포함된다.^[1]

참조

_[1] 논문 Summary Remarks 1987
_[2] 웹사이트 Khurdopin glacier & Shimshal River, Pakistan https://earthobserva[...]
_[3] 서적 Text book of Physical Geology
_[4] 웹사이트 日本大百科全書（ニッポニカ）の解説 https://kotobank.jp/[...] コトバンク 2018-02-10

빙하학