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샘

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목차

1. 개요

샘은 지하수가 지표면으로 솟아나 형성되는 자연 현상이다. 지하 수위가 지표면 위로 올라오거나 지형이 침강할 때, 또는 카르스트 지형, 대수층, 화산 활동의 결과로 생성될 수 있다. 샘은 다양한 종류로 분류되며, 함몰 샘, 접촉 샘, 균열 샘, 용천, 온천 등이 있다. 샘은 식수, 생활 용수, 관개, 레크리에이션 활동 등 다양한 용도로 사용되며, 물의 성분에 따라 광천, 약수 등으로 불리기도 한다. 샘은 문화적으로도 중요한 의미를 지니며, 신화, 예술, 민속 등에서 다양한 방식으로 표현되어 왔다.

2. 형성

샘은 지하수가 지표면으로 흘러나오는 곳이다. 이는 지하 수위가 지표면 위로 올라오거나, 지형이 급격하게 침강할 때, 카르스트 지형, 대수층, 화산 활동 등의 결과로 형성될 수 있다. 샘은 해저에서도 관찰되며, 더 따뜻하고 낮은 염도의 물을 바다로 뿜어낸다.[2]

카르스트 지형에서 형성된 샘은 카르스트 샘이라고 하며, 지하수는 큰 동굴에 이르기까지 다양한 균열 및 틈새 네트워크를 통해 이동하다가 샘에서 나타난다.

샘물 수위의 재충전 구역이 출구보다 높은 곳에 위치한 제한된 대수층은 샘이 표면으로 올라오게 하는 원인이 될 수 있다. 높은 수원에 의해 표면으로 밀려나온 샘물은 자분정이라고 한다. 이는 출구가 약 91.44m 깊이 동굴 형태일 경우에도 가능하다. 이 경우 동굴은 지하수의 높은 고도 재충전 구역에서 낮은 고도 개구부를 통해 물이 나오도록 하는 호스처럼 사용된다.

비자분정 샘은 단순히 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르며, 땅을 배수관처럼 사용하여 샘의 형태로 밖으로 나올 수 있다. 화산 또는 마그마 활동 형태의 지하 수원에서 발생하는 압력 또한 샘을 형성하는 원인이다. 그 결과 온천 및 간헐천과 같이 온도가 높고 압력이 높은 물이 나올 수 있다.

미들 샘, 유타 피쉬 스프링스 국립 야생동물 보호구역의 일출


지하수의 작용은 석회암 및 백운암과 같은 투과성 기반암을 지속적으로 용해하여 광대한 동굴 시스템을 생성한다.[3]

2. 1. 종류

철천수 샘물이 라 팔마의 카스카다 데 로스 콜로레스(Cascada de los Colores) 아래에 있다.

  • 함몰 샘은 충적토 계곡, 분지 또는 투수성이 높은 물질로 만들어진 계곡 바닥과 같은 함몰부를 따라 발생한다.[4]
  • 접촉 샘은 언덕이나 산의 측면을 따라 발생하며, 지하수 아래에 대수층 또는 대수층과 같은 불투수성 암석이나 토양층이 있을 때 생성된다.[4]
  • 균열 또는 절리는 불투수성 암석층을 따라 흐르는 지하수가 암석의 균열이나 절리를 만날 때 발생한다.[4]
  • 관 샘은 동굴(용액 관 샘) 또는 용암 동굴에서 발견되는 용암 관 샘과 같은 원형 균열에서 지하수가 흐를 때 발생한다.[13][9]
  • 용천은 일반적으로 특정 지역의 가장 낮은 지점에서 발생하며, 지하수의 압력이 대기압보다 커 물이 땅에서 곧바로 위로 밀려 올라올 때 생성된다.[5]
  • 웡키 홀은 산호와 퇴적물로 덮인, 퇴적물로 채워진 오래된 강 채널에서 담수가 해저로 빠져나오는 지점이다.[6]
  • 카르스트 샘은 카르스트 수문 시스템의 일부인 지하수 유출로 발생한다.[7]
  • 온천은 지열 활동에 의해 가열되며, 주변 지역의 평균 기온보다 상당히 높은 수온을 가지고 있다.[8] 간헐천은 갇힌 과열된 지하수에 의해 지하에서 증기가 생성되어 뜨거운 물과 증기가 반복적으로 분출되는 온천의 한 유형이다.[9]
  • 소다 스프링스 간헐천과 같은 탄산 샘은 물 속에 용해된 이산화탄소로 인해 자연적으로 발생하는 탄산수를 방출하는 샘으로, 때로는 비등 샘이나 거품 샘이라고도 불린다.[10]
  • 구세트 샘은 절벽에서 쏟아져 나온다.[11]
  • 헬로크렌 샘은 지하수로 습지를 유지하는 확산된 샘이다.[11]

3. 흐름

샘의 용출은 샘의 함양 분지에 의해 결정된다. 함양에 영향을 미치는 요인으로는 지하수가 포획되는 면적의 크기, 강수량, 포획 지점의 크기, 샘 배출구의 크기 등이 있다. 물은 투과성 토양, 돌리네 및 감수 하천을 포함한 여러 출처에서 지하 시스템으로 누출될 수 있다. 경우에 따라 하천 바닥을 통해 물이 땅으로 가라앉으면서 전체 하천이 사라지는 것처럼 보이기도 한다. 미주리주의 그랜드 걸프 주립공원은 전체 하천이 지하수 시스템으로 사라지는 사례이다. 물은 9km 떨어진 곳에서 나타나 아칸소주의 매머드 스프링의 일부 유출을 형성한다. 지하수 추출과 같은 인간의 활동 또한 대수층의 수압을 감소시켜 샘의 유출량에 영향을 미칠 수 있다.[12]

에스토니아 아이그비두 블루 스프링의 드론 영상

3. 1. 유량에 따른 분류

샘은 방출되는 물의 양에 따라 분류된다. 가장 큰 샘은 "1급"이라고 불리며, 초당 최소 2800L의 물을 방출하는 샘으로 정의된다. 플로리다에는 최소 27개의 1급 샘이 있으며, 미주리와 아칸소 오자크 산맥에는 10개[14][12], 아이다호의 스네이크 강을 따라 있는 천 개의 샘 지역에는 11개[15]가 있다. 샘 유량의 척도는 다음과 같다.

등급유량 (L/s)
1급> 2800 L/s
2급280 L/s ~ 2800 L/s
3급28 L/s ~ 280 L/s
4급6.3 L/s ~ 28 L/s
5급0.63 L/s ~ 6.3 L/s
6급63 mL/s ~ 630 mL/s
7급8 mL/s ~ 63 mL/s
8급8 mL/s 미만
0급흐름 없음 (과거 지역 / 역사적 흐름)


4. 물의 성분

샘물은 보통 맑지만, 물에 용해된 광물에 따라 색깔이 나타날 수 있다. 예를 들어 철이나 탄닌이 많이 함유된 물은 주황색을 띤다.[3]

미국 일부 지역에서는 샘에서 흘러나와 인근 주요 하천으로 이어지는 개울을 '샘 지류', '샘 시내' 등으로 부른다. 지하수는 비교적 일정한 온도를 유지하는 경향이 있으므로, 샘물은 여름에는 시원하고 겨울에는 얼지 않아 주변 기후에 적합하지 않은 송어 등의 어종이 서식하기도 한다.

4. 1. 광천

광천은 지하 암석을 통과하면서 물에 광물이 용해된 샘물이다. 지나는 암석의 특성에 따라 물맛이 달라지거나 이산화 탄소 거품이 생기기도 한다. 미네랄 워터는 총 용존 고형물(TDS)이 250ppm 이상인 물을 말하며, 광물을 다량 함유한 샘을 광천이라고 한다. 탄산나트륨 등 나트륨 염을 많이 함유한 샘은 탄산수 샘이라고 부른다.

광천 주변에는 온천 도시와 같은 휴양지가 많이 개발되었는데, 광천수가 치유력이 있다고 알려져 있기 때문이다. 광천수에 몸을 담그면 물속 광물을 흡수할 수 있다고 한다. 그러나 일부 광천은 아르세닉 농도가 세계 보건 기구 (WHO) 음용수 기준(10ppb)을 초과하기도 한다.[16]

광천수는 보통 맑지만, 용해된 광물에 따라 색을 띠기도 한다. 예를 들어 철이나 탄닌 성분이 많으면 주황색을 띤다.[3]

미국 일부 지역에서는 샘에서 흘러나와 하천으로 이어지는 개울을 샘 지류, 샘 시내 등으로 부른다. 지하수는 비교적 일정한 온도를 유지하기 때문에, 샘물은 여름에는 시원하고 겨울에는 얼지 않는 특성이 있어, 주변 기후에 적합하지 않은 송어 등의 어종이 서식하기도 한다.

4. 1. 1. 광천의 종류

일본 벳푸 온천의 천연 철 온천

  • 유황천은 물에 다량의 용해된 유황 또는 황화수소를 함유하고 있으며, 역사적으로 관절염 및 기타 염증성 질환의 증상을 완화하는 데 사용되었다.[17][18]
  • 붕사천[19]
  • 석고천[13]
  • 염천[20]
  • 철천[13]
  • 라듐천 (또는 방사성천)은 자연 방사성 붕괴 과정에 의해 생성된 감지 가능한 수준의 방사선을 가지고 있다.[21][9]

5. 이용

샘은 식수, 생활 용수 공급, 관개, 물레방아, 항해, 수력 발전 등 다양한 인간의 필요에 사용되어 왔다. 현대에는 낚시, 수영, 튜브 타기 등의 레크리에이션 활동, 온천 치료, 가축을 위한 물, 양어장, 그리고 생수나 샘물 공급 등에 사용된다.[22]

샘은 종종 생수의 수원으로 사용된다. 샘물로 표시된 생수를 구매할 때, 해당 샘의 수질 검사 결과를 판매 회사의 웹사이트에서 확인할 수 있다.

샘은 중력 관개 방식으로 작물에 물을 공급하는 수원으로 사용되어 왔다.[23] 미국 남서부 원주민들은 샘에서 물을 끌어와 수로를 통해 밭으로 물을 대는 아세키아를 건설했다. 스페인 선교사들도 나중에 이 방식을 사용했다.[24][25]

온천에서 흘러나오는 지열로 가열된 지하수는 사람의 체온보다 높으며, 일반적으로 45°C에서 50°C 범위이지만, 더 뜨거울 수도 있다.[9] 체온보다 낮지만 대기 온도보다 따뜻한 온천은 때때로 온천이라고 한다.[28]

온천 또는 지열 온천은 수천 년 동안 온천 요법, 목욕 및 휴식에 사용되어 왔다. 온천을 둘러싼 민간 전승과 주장되는 의학적 가치로 인해 일부는 관광 명소와 물리 재활 센터의 위치가 되었다.[29][30]

온천은 수천 년 동안 열원으로 사용되어 왔다. 20세기에 들어서면서, 온천은 주택 및 건물을 난방하는 데 사용되는 지열 에너지의 재생 가능한 자원이 되었다.[29] 일본 벳푸시에는 2,217개의 온천 우물이 있어 시에 온수를 공급한다.[31] 온천은 온실 재배, 작물 및 꽃 재배를 위한 지속 가능한 에너지원으로도 사용되어 왔다.[32]

6. 한국의 샘

약수는 야생에서 솟아나오는 물 중 몸에 좋은 것으로 알려진 샘물이다. 약수가 나오는 곳을 약수터라고 하며, 등산객에게 필요한 수분을 공급해 주기도 하고, 근처 주민들의 식수를 충당하는 역할도 한다. 약수터는 입소문을 타는 경우가 많으나, 약수의 효능에 대해 정밀하게 입증되지는 않았다. 보건복지부에서 수질검사를 실시하고 있으며, 위생상 문제가 있는 경우(대장균류의 기준치 초과 검출)는 취수금지 등의 푯말을 붙이기도 한다.

7. 세계의 샘

8. 문화적 표현

샘은 역사 전반에 걸쳐 예술, 신화, 민속을 통해 문화적으로 표현되어 왔다. 젊음의 샘은 그 물을 마시는 모든 사람에게 젊음을 되돌려준다고 하는 신화적인 샘이다.[34] 이 샘은 플로리다주 세인트 오거스틴에 위치해 있으며, 1513년 후안 폰세 데 레온에 의해 발견되었다고 주장되어 왔다. 그러나 젊음을 되돌리는 힘을 보여주지 못했으며, 대부분의 역사가들은 폰세 데 레온의 발견에 대한 진실성을 다툰다.[35][36]

델포이의 신탁으로도 알려진 피티아는 아폴로 신전의 여성 사제였다. 그녀는 "바위의 틈에서 솟아오르는 증기에 의해 유도된" 신성한 영감 상태에서 예언을 했다. 증기는 델포이의 케르나 샘에서 방출된 것으로 여겨진다.[37][38]

나르키소스의 그리스 신화는 샘의 고요한 웅덩이에 비친 자신의 모습에 반한 젊은 남자에 대해 묘사한다. 나르키소스는 "목동도 산에서 풀을 뜯는 암염소도 다른 어떤 가축도 건드리지 않았고, 새도 짐승도 나무에서 떨어진 가지도 건드리지 않은, 반짝이는 물에서 은빛으로 빛나는 흐리지 않은 샘"을 바라보았다. (오비디우스)[39]

20세기 초 미국의 사진작가 제임스 루엘 스미스는 시립 상수도 시스템이 도입된 후 도시가 덮어버리기 전의 뉴욕시의 역사적인 샘들을 기록한 포괄적인 사진 시리즈를 만들었다.[40] 스미스는 이후 유럽의 샘들을 사진으로 찍어 그의 저서 ''그리스와 로마 문학의 샘과 우물, 그들의 전설과 위치''(1922)를 썼다.[41]

19세기 일본의 예술가 우타가와 히로시게와 우타가와 도요쿠니 3세는 1854년 ''두 예술가가 일곱 온천을 순례하다 (소히쓰 시치토 메구리)''라는 목판화 시리즈를 만들었다.[42]

중국 도시 지난은 72개의 샘 명소와 도시 중심부에 퍼져있는 수많은 미세한 샘 구멍 때문에 "샘의 도시" (泉城|취안청중국어)로 알려져 있다.[43][44]

참조

[1] 웹사이트 Te Waikoropupū Springs https://www.doc.govt[...] New Zealand Department of Conservation 2022-02-06
[2] 웹사이트 Springs and the Water Cycle https://www.usgs.gov[...] 2021-11-14
[3] 웹사이트 Springs - The Water Cycle, from USGS Water-Science School http://ga.water.usgs[...]
[4] 서적 National Engineering Handbook 2010-01
[5] 논문 Heads Above Water: The Inside Story of the Edwards Aquifer Recovery Implementation Program by Robert L. Gulley 2017
[6] 웹사이트 Wonky Holes https://www.abc.net.[...] Australian Broadcasting Corporation 2019-04-17
[7] 서적 Dictionary of Physical Geography Penguin
[8] 간행물 Britannica
[9] 서적 Encyclopedic Dictionary of Hydrogeology https://books.google[...] Elsevier Science 2021-11-15
[10] 논문 Biogeochemical specificity of adjacent natural carbonated spring waters from Swiss Alps promptly revealed by SERS and Raman technology http://explore.bl.uk[...] 2021-11-15
[11] 웹사이트 Springs of New Jersey https://www.nj.gov/d[...]
[12] 웹사이트 USGS Surface-Water Data for Missouri http://waterdata.usg[...] 2011-07-03
[13] 논문 Classification of Springs https://www.jstor.or[...] 2021-11-14
[14] 문서 Vineyard and Fender, 1982. p. 12
[15] 웹사이트 Thousand Springs Research Project http://www.if.uidaho[...] 2006-05-09
[16] 논문 Geothermal spring causes arsenic contamination in river waters of the southern Tibetan Plateau, China
[17] 논문 Geothermal Resource Assessment of Hot Sulphur Springs, Colorado https://books.google[...] 2021-11-14
[18] 웹사이트 Encyclopedia of Inland Waters https://www.scienced[...] 2021-11-15
[19] 서적 Identifying Systematic Behaviors in Borax Lake Geothermal Springs, Southeast Oregon https://books.google[...] University of Idaho 2021-11-14
[20] 서적 Touring California and Nevada hot springs https://books.google[...] Falcon Guides 2021-11-14
[21] 논문 Natural radioactivity in geothermal waters, Alhambra Hot Springs and nearby areas, Jefferson County, Montana https://pubs.usgs.go[...] 2021-11-14
[22] 서적 Bottlemania: Big Business, Local Springs, and the Battle Over America's Drinking Water https://books.google[...] Bloomsbury Publishing 2021-11-14
[23] 논문 The Spring-Fed Irrigation System of Carrizal, Peru: A Case Study of the Hypothesis of Agrarian Collapse 1991
[24] 웹사이트 Acequias and River Systems https://www.worldher[...] 2021-11-15
[25] 뉴스 Drought Hits the Southwest, and New Mexico's Canals Run Dry https://www.nytimes.[...] 2021-07-13
[26] 논문 The Sacred and the Body Politic at Ireland's Holy Wells 2011
[27] 논문 Holy Wells in Britain and Ireland 2002
[28] 논문 What is a hot spring? https://cdnsciencepu[...] 2021-11-15
[29] 논문 A brief history of spa therapy 2002-03-01
[30] 웹사이트 A History of Geothermal Energy in America https://www.energy.g[...] U.S. Department of Energy Efficiency and Renewable Energy 2020-10-30
[31] 뉴스 Japan builds a head of steam for an alternative to nuclear https://www.csmonito[...] Christian Science Monitor 2018-03-09
[32] 웹사이트 Case Studies in Hot Spring Use for Sustainable Energy https://www.pref.oit[...] Oita Prefectural Government 2021-11-17
[33] 웹사이트 Springs characteristics https://www.sjrwmd.c[...]
[34] 웹사이트 Water from St. Pete's famed Fountain of Youth contained high levels of lithium https://www.fox13new[...] 2021-11-11
[35] 웹사이트 St. Augustine Fountain of Youth may be Florida's oldest attraction https://www.orlandos[...] 2021-11-11
[36] 웹사이트 Ponce De Leon Never Searched for the Fountain of Youth https://www.smithson[...] 2021-11-11
[37] 뉴스 For Delphic Oracle, Fumes and Visions https://www.nytimes.[...] 2021-11-13
[38] 간행물 Questioning the Delphic Oracle https://www.jstor.or[...] 2021-11-13
[39] 간행물 Narcissus: Myth and Magic https://www.jstor.or[...] 2021-11-13
[40] 웹사이트 James Reuel Smith springs and wells photograph collection 1893–1902 – Brooklyn collection https://digitalcolle[...] New York Historical Society digital collection 2021-11-13
[41] 서적 Springs and Wells in Greek and Roman Literature https://archive.org/[...] G.P. Putnam's Sons 2021-11-13
[42] 웹사이트 Sokokura, from the series Two Artists Tour the Seven Hot Springs (Sōhitsu shichitō meguri) https://art.famsf.or[...] Fine Arts Museum of San Francisco 2021-11-13
[43] 웹사이트 Overview - Jinan, a City of Springs http://english.jinan[...] 2022-07-20
[44] 웹사이트 Jinan: a City of Springs https://www.theworld[...] 2022-07-20


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