간헐샘

1. 개요

간헐샘은 주기적인 물의 분출이 일어나는 샘을 의미한다. 지하수가 동굴로 유입되어 좁은 관을 채우고, 물의 수위가 최고점에 도달하면 사이펀 효과로 물이 빨아 올려져 분출하는 사이펀 이론이 널리 받아들여진다. 와이오밍 간헐천은 세계에서 가장 큰 간헐천으로 알려져 있으며, 예루살렘의 기혼 샘, 플리니우스의 간헐천, 세르비아의 간헐천 등이 존재한다.

2. 이론

간헐샘 흐름의 주기성이 발생하는 원인은 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 여러 가설이 있지만, 그중 가장 널리 받아들여지는 이론은 18세기 초에 처음 제기된 것으로, 지하수가 동굴로 지속적으로 유입되면서 특정 구조를 통해 사이펀 효과가 발생하는 원리를 이용한 설명이다.

2.1. 사이펀 이론

흐름의 주기성이 발생하는 원인에 대해 가장 널리 받아들여지는 이론은 18세기 초에 처음 제기된 사이펀 이론이다. 이 이론에 따르면, 지하수가 동굴로 지속적으로 유입되면서 동굴 바닥 근처에서 위로 올라갔다가 샘으로 내려가는 좁은 관을 채운다. 물의 수위가 관의 가장 높은 지점에 도달하면 사이펀 효과가 발생하여 동굴 안의 물을 밖으로 빨아낸다. 결국 공기가 관으로 유입되어 사이펀 효과를 깨뜨리고, 샘에 다른 물 공급원이 없다면 흐름은 멈추게 된다. 만약 사이펀 외에 다른 물 공급원이 있다면 흐름은 줄어든다.

2006년 유타 대학교는 미국 와이오밍 주 스타 밸리의 스위프트 크릭 협곡에 있는 간헐천을 연구했다. 유타 대학교의 수문학자 킵 솔로몬은 샘물에서 채취한 물의 가스 함량을 분석한 결과, "데이터는 물이 지하에서 공기에 노출되었음을 강력하게 시사하며, 이는 사이펀 이론에 대한 강력한 지지이다."라고 결론 내렸다.

3. 주요 간헐천

세계적으로 유명하거나 특징적인 간헐천들이 여러 곳에 존재한다. 미국 와이오밍에는 세계에서 가장 큰 규모의 리듬 간헐천이 있으며, 예루살렘의 기혼 샘은 과거 리듬 간헐천으로 고대 정착에 중요한 역할을 했다. 이탈리아 코모의 빌라 플리니아나 샘은 플리니우스 더 영거가 기록한 리듬 간헐천으로 오늘날에도 활동하고 있다. 세르비아에도 여러 간헐천이 분포하고 있다.

3.1. 와이오밍 간헐천

와이오밍에 있는 간헐샘은 세계에서 가장 큰 리듬 간헐천이다.

3.2. 기혼 샘

기혼 샘은 예루살렘 다윗의 도시에 있었던 샘이다. 과거에는 일정한 주기로 물이 솟아나는 리듬 간헐천이었으나, 현대에 들어 과도한 물 사용으로 지하 수위가 낮아지면서 간헐천의 특징을 잃게 되었다. 이 샘은 고대 예루살렘에 사람들이 정착하여 살 수 있게 한 중요한 수원이었으며, 역사적, 고고학적, 문화적으로 큰 의미를 지닌다.

3.3. 플리니우스의 간헐천

서기 79년 베수비오 화산 폭발을 정확하게 묘사한 것으로 유명한 플리니우스 더 영거는 그의 저서에서 리듬 간헐천을 묘사했다. 이 간헐천은 이탈리아 코모에 위치한 빌라 플리니아나 샘으로, 플리니우스가 묘사했던 것과 같은 시간 간격으로 오늘날에도 여전히 활동하고 있다.

3.4. 세르비아의 간헐천

세르비아에는 4개의 간헐샘이 있다.