열곡대
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1. 개요
열곡대는 중앙 분화구 부근에서 좁은 띠를 따라 뻗어나가는 관입성 암맥과 분출성 균열이 밀집된 지질 구조이다. 마그마 관입으로 인한 내부 인장력과 중력은 열곡대 형성에 영향을 미치며, 화산체의 무게가 재료 강도를 초과하면 초기 균열이 발생할 수 있다. 열곡대는 중력 및 지각 응력에 따라 방향이 결정되며, 현무암질 순상화산은 일반적으로 두 개의 주요 열곡대를 가진다. 열곡대는 다이크, 균열 분출, 산사태, 화산 재해 등과 관련되며, 다양한 화산에서 발견된다. 하와이의 마우나로아, 킬라우에아, 갈라파고스 제도 등 전 세계 여러 지역에서 열곡대를 찾아볼 수 있다.
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| 열곡대 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 개요 | |
| 정의 | 화산의 일부로, 일련의 선형 균열이 형성되는 지역 |
| 특징 | |
| 구조 | 단층과 지구물리학적 구조가 결합된 형태 |
| 형성 과정 | 마그마가 지각을 뚫고 올라오면서 형성 |
| 형태 | 표면상에서 단층과 유사한 모습으로 나타남 |
| 구성 요소 | |
| 주요 요소 | 균열 단층 지구물리학적 구조 암맥 |
| 균열의 특징 | 수많은 평행한 균열로 구성 최대 수십 미터 간격 폭은 1미터 미만 |
| 역할 | |
| 화산 활동 | 마그마의 분출 통로 역할 화산 물질의 측면 분출 유도 |
| 분포 | |
| 주요 지역 | 아이슬란드 하와이 갈라파고스 제도 아프리카 동부 열곡대 |
| 추가 정보 | |
| 중요성 | 화산 지형을 이해하는 데 중요한 역할 |
| 연구 방법 | 화산 지질학 및 지구물리학 연구 |
2. 형성
열곡대는 중앙 분화구 주변에서 바깥쪽으로 뻗어나가는 관입성 암맥과 분출성 균열이 좁은 띠 형태로 밀집되어 있는 것을 특징으로 한다.[2]
2. 1. 형성 요인
마그마 방 또는 거기에서 바깥쪽으로 뻗어나가는 암맥과 암상 형성과 관련된 마그마 관입량에 의해 발생하는 내부 인장력과 등지적 하중은 분출된 물질이 쌓이면서 만들어지는 화산체의 무게와 경사에 영향을 준다.[2] 화산체의 무게가 재료 강도를 넘어서고, 마그마가 화산체 내부를 팽창시키는 추가적인 힘이 가해지면, 발달하는 화산 정상 주변에 초기 균열이 생길 수 있다.[2] 또한, 정단층과 같은 지각 활동은 화산 사면을 따라 열곡이 형성되는 것과 관련이 있다.[2][5] 가장 저항이 적은 길을 따라 마그마 암맥은 이러한 초기 균열을 따라 형성되어 화산체의 국부적인 재료에 추가적인 응력을 가하고, 이는 다시 마그마가 흘러갈 새로운 열곡을 만든다.[1][6] 이러한 방식으로, 확립된 열곡대는 주어진 화산 배출구 사면을 따라 자체적으로 유지될 수 있는 지질학적 특징이 될 수 있다.이러한 열곡의 방향은 주로 작용하는 중력 및 지각 응력에 따라 달라진다.[7] 현무암질 순상화산은 일반적으로 두 개의 주요 열곡대를 가지고 있는데, 이상적인 경우에는 120°의 각도를 이룬다.[1][3] 인접한 배출구 없이 수평한 해저에서 형성되는 순상화산의 경우, 사면 열곡은 배출구 주변에 더 고르게 분포한다.[1] 그러나 화산 사면이 한쪽에서 기존 지형의 존재에 의해 지지되거나 다양한 약한 면으로 부담되는 경우, 열곡대 형성은 중력에 의한 사면 아래쪽으로의 끌어당김에 따라 진행된다.
2. 2. 형성 과정
열곡대는 중앙 배출구 부근에서 비교적 좁은 띠를 따라 바깥쪽으로 뻗어나가는 관입성 암맥과 분출성 균열이 밀집되어 있는 것을 특징으로 한다. 관입하는 마그마의 양(마그마 방 또는 그 방에서 바깥쪽으로 뻗어나가는 후속 암맥과 암상 형성과 관련됨)에 의해 발생하는 내부 인장력과 등지적 하중은 분출된 물질의 축적과 함께 형성되는 화산체의 질량과 경사에 기여한다. 화산체의 무게가 재료 강도를 초과하고, 마그마가 화산체의 내부 영역을 팽창시키는 추가적인 응력이 가해지면, 발달하는 화산 정상 주변에 초기 균열이 발생할 수 있다.[2] 또한, 정단층과 같은 지각 활동은 화산 사면을 따라 열곡이 형성되는 것과 일반적으로 관련이 있다.[2][5] 가장 저항이 적은 경로를 따라 후속 마그마 암맥은 이러한 초기 균열을 따라 형성되어 화산체의 국부적인 재료에 추가적인 응력을 가하고, 이는 차례로 마그마가 흘러갈 새로운 열곡을 생성한다.[1][6] 이러한 방식으로, 확립된 열곡대는 주어진 화산 배출구 사면을 따라 자체적으로 유지될 수 있는 지질학적 특징이 될 수 있다.이러한 열곡의 방향은 주로 작용하는 중력 및 지각 응력에 따라 달라진다.[7] 현무암질 순상화산은 일반적으로 두 개의 주요 열곡대를 가지고 있는데, 이상적인 경우에는 120°의 각도를 이룬다.[1][3] 인접한 배출구 없이 수평한 해저에서 형성되는 순상화산의 경우, 사면 열곡은 배출구 주변에 더 고르게 분포한다.[1] 그러나 화산 사면이 한쪽에서 기존 지형의 존재에 의해 지지되거나 다양한 약한 면으로 부담되는 경우, 열곡대 형성은 중력에 의한 사면 아래쪽으로의 끌어당김에 따라 진행된다.
2. 3. 열곡 방향
열곡의 방향은 주로 작용하는 중력 및 지각 응력에 따라 달라진다.[7] 현무암질 순상화산은 일반적으로 두 개의 주요 열곡대를 가지고 있는데, 이상적인 경우에는 120°의 각도를 이룬다.[1][3] 인접한 배출구 없이 수평한 해저에서 형성되는 순상화산의 경우, 사면 열곡은 배출구 주변에 더 고르게 분포한다.[1] 그러나 화산 사면이 한쪽에서 기존 지형의 존재에 의해 지지되거나 다양한 약한 면으로 부담되는 경우, 열곡대 형성은 중력에 의한 사면 아래쪽으로의 끌어당김에 따라 진행된다.3. 구조
화산학자 조지 P.L. 워커(George P.L. Walker)는 종류나 형성 과정에 관계없이 전 세계 대부분의 화산에서 열곡대가 일반적이라고 언급했다.[2] 그는 지표면에 열곡의 명확한 징후가 없더라도, 다이크 관입과 관련된 다른 화산 지형(예: 길쭉한 응회구, 직선으로 정렬된 균열 분출구)이 있다면, 해당 지역에서 열곡대와 유사한 과정이 진행 중임을 나타내는 것으로 보아야 한다고 주장했다.[2] 따라서 다양한 길이와 너비의 열곡대는 하와이식 순상화산뿐만 아니라, 많은 성층화산과 단성화산 지대에서도 확인될 수 있다.
3. 1. 다이크의 영향
마그마의 관입으로 형성된 다이크는 화산의 형태를 결정하는 데 기여한다. 열곡대를 따라 관입 사건의 빈도가 높을수록 영향을 받는 화산체의 지형은 길어진다.[6] 수학적 모델은 열곡대의 존재가 열곡 방향과 평행한 중앙의 수평 융기 또는 능선에 어떻게 기여하는지 보여준다.[3] 이러한 모델링은 이 중앙 융기가 열곡대 길이와 마그마원의 깊이 비율에 따라 달라지며, 더 긴 균열이 더 얕은 마그마원 위에 있을수록 관련된 사면의 매우 길쭉한 지형과 더 긍정적으로 연관되어 있음을 보여준다.[3]3. 2. 균열 분출
때때로 열곡대와 관련된 균열 분출은 화산체를 따라 새로운 분출구로 진화하여 수개월 이상 지속되는 용암류를 생성할 수 있다.[1] 이러한 용암류는 화산 사면에 표면 물질을 추가하여 사면을 바깥쪽으로 확장시키고, 사면 형태를 평평하게 만든다.[6]3. 3. 사면 불안정 및 산사태
열곡대와 관련된 신장(伸張) 특성은 사면 불안정과 산사태를 유발할 수 있으며, 화산체의 전체 구역이 열곡대 경계를 따라 붕괴될 수 있다.[5] 이러한 산사태는 화산체의 질량이 이동함에 따라 다이크의 형성과 방향에 영향을 미치며, 이는 화산체의 구조 발달에 심대한 영향을 미칠 수 있다.[5] 또한 쓰나미와 용암류 방향의 극적인 변화와 같이 예상치 못한 지역 사회에 많은 화산재해를 야기할 수 있다.3. 4. 화산 재해
열곡대와 관련된 균열 분출은 수개월 이상 지속되는 용암류를 생성하여 화산 사면을 확장시키고, 이는 사면 불안정과 산사태를 유발할 수 있다.[1][6][5] 이러한 산사태는 화산체의 질량 이동에 따라 다이크 형성과 방향에 영향을 미쳐 화산체 구조 발달에 큰 영향을 줄 수 있다.[5] 또한 쓰나미와 용암류 방향의 급격한 변화와 같이 예상치 못한 화산 재해를 야기할 수 있다.4. 일반적인 특징 (조지 P.L. 워커)
화산학자 조지 P.L. 워커는 종류와 형성 과정에 관계없이 전 세계 대부분의 화산에서 열곡대가 일반적이라고 밝혔다.[2] 그는 지표면에 열곡의 명확한 징후가 없는 경우에도, 다이크 관입과 관련된 다른 화산 지형(예: 길쭉한 응회구, 직선상으로 정렬된 균열 분출구)이 존재한다면 해당 지역에 열곡대와 유사한 과정이 있는 것으로 간주해야 한다고 제시했다.[2] 따라서 다양한 길이와 너비의 열곡대는 고전적인 하와이식 순상화산 외에도 많은 성층화산과 단성화산 지대에서 잠정적으로 확인할 수 있다.
5. 예시
전 세계 여러 화산에서 열곡대가 발견된다. 대표적인 예는 다음과 같다.
5. 1. 하와이 제도
하와이의 화산 대부분은 두 개, 때로는 세 개의 열곡대를 가지고 있다.[1]5. 2. 그 외 지역
참조
[1]
서적
Volcanoes : global perspectives
Wiley-Blackwell
2010-05-17
[2]
논문
Volcanic rift zones and their intrusion swarms
1999-12-01
[3]
논문
The long-term growth of volcanic edifices: numerical modelling of the role of dyke intrusion and lava-flow emplacement
2001-03-01
[4]
웹사이트
"Mauna Loa: Earth's Largest Volcano"
http://hvo.wr.usgs.g[...]
2015-10-21
[5]
논문
Rift zone reorganization through flank instability in ocean island volcanoes: an example from Tenerife, Canary Islands
http://repo.kscnet.r[...]
2005-04-01
[6]
논문
Edifice growth, deformation and rift zone development in basaltic setting: Insights from Piton de la Fournaise shield volcano (Réunion Island)
https://hal.archives[...]
2009-07-01
[7]
논문
Experiments on rift zone evolution in unstable volcanic edifices
https://linkinghub.e[...]
2003-09-01
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