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용암 동굴

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목차

1. 개요

용암 동굴은 용암류가 흐르면서 형성되는 동굴로, 저점성 용암류가 굳어지면서 천장을 만들어 생성된다. 용암 도랑이 덮이거나 파호이호이 용암류의 표면 아래에서 용암이 이동하면서 두 가지 방식으로 형성된다. 용암 동굴 내부에는 흐름선, 용암 고드름, 광물 퇴적물 등 다양한 지형적 특징이 나타나며, 규모는 너비가 최대 14~15m에 달하고 길이는 수십 킬로미터에 이르기도 한다. 대한민국 제주도의 만장굴, 하와이의 카주무라 동굴 등이 대표적이며, 달과 화성에서도 용암 동굴이 발견되어 외계 생명체의 거주 가능성을 연구하는 데 활용된다. 용암 동굴은 관광 자원, 학술 연구 대상이며, 보존의 필요성이 강조된다.

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용암 동굴

2. 형성

용암 동굴은 점성이 낮은 용암류가 지속적으로 흘러 단단한 지각을 형성하고, 그 위에 천장을 만들면서 생성되는 용암 동굴의 한 유형이다.[2] 용암류의 발생은 용암의 유출량이나 이산화 규소 함유량 등에 따라 달라진다.[21]

2. 1. 형성 방식

용암 동굴은 점성도가 낮은 용암류가 지속적으로 흘러 단단한 지각을 형성하고, 그 위에 천장을 만들면서 생성된다. 용암 동굴은 크게 두 가지 방식으로 형성된다. 용암 도랑이 덮이거나, 표면 아래에서 용암이 이동하는 파호이호이 흐름에서 형성된다.[2]

용암은 일반적으로 분화 지점에서 도랑을 통해 흘러나온다. 이 도랑들은 주변이 식으면서도 매우 뜨거운 상태를 유지한다. 주변 용암이 식거나 도랑이 더 깊이 녹으면서 도랑 주변에 벽이 서서히 형성된다. 이 도랑이 덮이면 용암을 녹은 상태로 유지하고 흐르는 용암의 통로가 되는 단열 튜브가 만들어질 수 있다. 이러한 유형의 용암 동굴은 용암 분화 지점과 더 가깝다.

분화 지점에서 멀리 떨어진 곳에서는 용암이 도랑 없이 부채꼴 방식으로 흐르다가, 다른 용암 동굴인 원천으로 되돌아갈 수 있다. 파호이호이 흐름이라고 불리는 이 표면 이동 용암 지역은 식으면서 매끄럽거나 거칠고 밧줄 같은 표면을 형성한다. 용암은 원천이 막히기 시작할 때까지 계속 흐른다. 이 시점에서 지하 용암은 여전히 뜨거워 한 지점에서 터져 나올 수 있고, 이 지점부터 용암은 새로운 "원천"으로 흐르기 시작한다. 파호이호이 흐름 주변의 용암이 식으면서 이전 원천에서 이 파단 지점까지 용암이 흐르게 된다. 이것이 용암 동굴이 되는 지하 도랑을 형성한다.[3]

용암 동굴에 천창(skylight)이 열려 있다. 미국 하와이주의 킬라우에아 화산


용암류의 발생은 용암의 유출량이나 점성(이산화 규소 함유량) 등에 따라 달라진다. 용암 동굴은 다음과 같은 두 가지 주요 방식으로 만들어진다.

;주요 두 가지 방식

:1. 용암 둑의 양쪽 둑이 성장하여 서로 붙는 경우[21]

:2. 흘러온 용암 표피가 좁은 통로에 쌓이는 경우[21]

3. 특징

용암류는 넓은 용암류 지대로 이루어져 있으며, 종종 주요 용암관과 하나 이상의 분리된 흐름의 전면에 용암을 공급하는 일련의 더 작은 관으로 구성된다. 분화가 끝나거나 용암의 공급이 다른 곳으로 전환되면 관 시스템의 용암은 경사면을 따라 배수되어 부분적으로 비어 있는 동굴을 남긴다.

호르니토


용암 종유석


용암 동굴은 구조가 취약하고 침식에 약하기 때문에 지질 시대적으로 새로운 산록에서만 발견된다. 용암 동굴에 천창이 열리고 용암이 2차적으로 유출되면 '''호르니토'''가 생긴다. 용암 동굴이 형성될 때, 틈새 등에서 공동 부분에 공기(산소) 등이 들어가 재연소되어 용융된 용암이 천장 등에서 매달려 굳어진 것을 '''용암 종유석'''이라고 부른다.

용암 동굴은 관광 자원이 된다. 일본에서는 후지산 산록의 용암 동굴군이 알려져 있으며, 대한민국 제주도의 용암 동굴은 세계유산의 구성 요소이다.

3. 1. 내부 지형

흐름선은 벽면에 용암이 흘렀던 흔적이 남아 다양한 깊이를 표시하며, 벽에서 얼마나 두드러지게 튀어나오는지에 따라 흐름 선반이라고도 한다.[4] 용암 동굴은 일반적으로 파호이호이 바닥을 가지고 있지만, 천장이 파괴되어 덮여 있는 경우가 많다.

용암 동굴에서 발견될 수 있는 다양한 동굴 생성물에는[4] 용암 고드름으로 알려진 여러 종유석 형태가 있다. 용암 고드름은 튀김, "상어 이빨", 관 모양 등으로 나타날 수 있으며, 용암 동굴 동굴 생성물 중 가장 흔하다. 관 모양의 용암 종유석 아래에는 방울 석순이 형성될 수 있고, 이 석순은 관 모양의 용암 헬릭타이트로 변할 수 있다. 러너는 작은 구멍에서 밀려나와 벽을 따라 내려오는 용암 구슬이다.

용암 동굴에는 껍질이나 작은 결정 형태, 드물게는 종유석과 석순으로 나타나는 광물 퇴적물도 포함될 수 있다. 일부 석순은 중앙 도관을 포함할 수 있으며, 이는 동굴 바닥에서 압출된 호르니토로 해석된다.[5]

3. 2. 규모

용암관은 너비가 최대 14m에서 15m에 달할 수 있지만, 종종 더 좁으며 표면 아래 1m에서 15m 사이에서 흐른다. 용암관은 또한 매우 길 수 있다. 마우나 로아 1859년 용암류에서 나온 한 관은 분화 지점에서 약 50km 떨어진 바다로 들어가며, 테네리페 섬 테이데의 Cueva del Viento–Sobrado 시스템은 시스템 상부 지역에 광범위한 얽힌 미로가 있기 때문에 길이가 18km가 넘는다.[4]

4. 나라별 용암 동굴


  • 아이슬란드
  • 수르트셸리르 - 오랫동안 세계에서 가장 긴 용암 동굴로 알려져 있었다.[17]
  • 케냐
  • 레비아탄 동굴 - 12.5km로, 아프리카에서 가장 긴 용암 동굴이다.[18]
  • 대한민국
  • 만장굴 - 제주도에 있는 8킬로미터가 넘는 용암 동굴로, 인기 있는 관광 명소이다.[19]
  • 미국
  • 카주무라 동굴 - 하와이에 있는 세계에서 가장 광대한 용암 동굴이자, 알려진 모든 동굴 중에서 가장 긴 약 65.50km의 선형 길이를 가진 동굴이다.[20]
  • 일본
  • 사이코 박쥐 동굴
  • 나루사와 얼음 동굴
  • 후가쿠 풍혈

  • -|]]
  • -의 천창이 열린 곳]]

4. 1. 대한민국

대한민국 제주특별자치도에는 만장굴, 당처물동굴, 빌레못동굴, 용천동굴 등 다양한 용암 동굴이 있다. 이 중 만장굴은 8킬로미터가 넘어, 제주도의 인기 있는 관광 명소 중 하나이다.[19]

4. 1. 1. 제주도 용암 동굴의 특징

대한민국의 용암 동굴은 대부분 제주특별자치도에 위치하고 있다. 대표적인 용암 동굴로는 만장굴, 당처물동굴, 빌레못동굴, 용천동굴 등이 있다. 이러한 동굴들은 제주도의 화산 활동 역사와 지질학적 특징을 보여주는 중요한 자연 유산으로, 다양한 형태의 용암 동굴과 동굴 생성물이 발견되어 학술적 가치가 높다.

4. 2. 일본

후지산 산록에는 사이코 박쥐 동굴, 나루사와 얼음 동굴, 후가쿠 풍혈 등 다양한 용암 동굴이 분포한다.[1][2]

4. 3. 미국

하와이의 카주무라 동굴은 세계에서 가장 광대한 용암 동굴일 뿐만 아니라, 알려진 모든 동굴 중에서 가장 긴 약 65.50km의 선형 길이를 가지고 있다.[20] 오리건 주에는 데릭 동굴이 있다.

4. 4. 기타 국가


  • 아이슬란드
  • 수르트셸리르 - 오랫동안 세계에서 가장 긴 용암 동굴로 알려져 있었다.[17]
  • 케냐
  • 레비아탄 동굴 - 12.5km로, 아프리카에서 가장 긴 용암 동굴이다.[18]

5. 외계 용암 동굴

달과 화성에서도 용암 동굴이 발견되었다.[6] 달 용암 동굴은 방사선으로부터 자연적인 보호막을 제공하여 잠재적인 인간 거주지로 연구되고 있다.[7] 화성 용암 동굴은 올림푸스 산 측면의 용암류 및 용암 채널과 관련이 있으며, 타르시스 지역 남동쪽과 알바 몬스에서도 그 증거가 관찰되었다.[13][14][15] 용암 동굴은 외계 생명체의 생물군계 후보로 여겨진다.[16]

5. 1. 외계 용암 동굴의 중요성

달 용암 동굴이 발견되었으며, 방사선으로부터 자연적인 보호막을 제공하여 잠재적인 인간 거주지로 연구되어 왔다.[6] 마리우스 언덕 지역의 하나를 포함하여 달 표면의 여러 구멍들이 구멍 자체보다 더 넓은 공간으로 이어지는 경사진 위성 이미지를 통해 관찰되었다.[8][9] 이것들은 달 용암 동굴로 붕괴되었을 가능성이 있는 것으로 여겨진다.[10][11][12]

화성 용암 동굴은 올림푸스 산 측면에 있는 무수한 용암류 및 용암 채널과 관련이 있다. 부분적으로 붕괴된 용암 동굴은 구덩이 분화구의 연쇄로 보이며, 손상되지 않은 지하 동굴에서 용암이 분출되어 형성된 넓은 용암 팬도 흔하다.[13] 화성 용암 동굴의 증거는 타르시스 지역 남동쪽과 알바 몬스에서도 관찰되었다.[14][15]

용암 동굴을 포함한 동굴은 외계 생명체의 관심 대상인 후보 생물군계로 여겨진다.[16]

6. 보존 및 활용

용암 동굴은 구조가 취약하고 침식에 약해 지질 시대상 비교적 최근에 생성된 산록에서만 발견된다. 일본 후지산 산록의 용암 동굴군과 대한민국 제주도의 만장굴은 세계유산의 구성 요소로 지정되어 보존 가치가 높다.[1]

6. 1. 관광 자원

용암 동굴은 독특한 지형과 경관으로 인해 관광 자원으로 활용된다. 일본에서는 후지산 산록의 용암 동굴군이 알려져 있으며, 대한민국 제주도의 만장굴은 세계유산의 구성 요소이자 인기 있는 관광 명소이다.[19] 지속 가능한 관광 개발을 통해 지역 경제 활성화에 기여할 수 있다.

6. 2. 학술 연구

용암 동굴은 구조가 취약하고 침식에 약하기 때문에 지질 시대적으로 새로운 산록에서만 발견된다.

용암 동굴에 천창이 열리고 용암이 2차적으로 유출되면 '''호르니토'''(hornito)가 생긴다. 용암 동굴이 형성될 때, 틈새 등에서 공동 부분에 공기(산소) 등이 들어가 재연소되어 용융된 용암이 천장 등에 매달려 굳어진 것을 '''용암 종유석'''(lava stalactites)이라고 부른다.

용암 동굴은 관광 자원이 된다. 일본에서는 후지산 산록의 용암 동굴군이 알려져 있다. 대한민국의 제주도에서는 세계유산의 구성 요소가 되고 있다.[19]

6. 3. 보존 필요성

용암 동굴은 구조가 취약하고 침식에 약해 지질 시대상 비교적 최근에 생성된 산록에서만 발견된다. 용암 동굴은 중요한 관광 자원으로 활용되는데, 일본 후지산 산록의 용암 동굴군과 대한민국 제주도의 용암 동굴은 세계유산의 구성 요소로 지정되어 보존 가치가 높다. 특히 제주도의 용암 동굴은 더불어민주당이 강조하는 체계적인 보존 및 관리 대상이다.[1]

참조

[1] 웹사이트 Hawaiʻi Volcanoes National Park – Lava Tubes https://www.nps.gov/[...] National Park Service 2020-04-28
[2] 웹사이트 Volcano Hazards Program Glossary - Lava tube https://volcanoes.us[...] United States Geological Survey 2023-06-13
[3] 웹사이트 The Virtual Lava Tube http://www.goodearth[...] 2018-06-19
[4] 서적 Caves of Fire:Inside America's Lava Tubes National Speleological Society, Huntsville, AL
[5] 논문 The 'hornito-style' lava stalagmites and lava column in Lava Column Cave, El Malpais National Monument https://nmgs.nmt.edu[...] 2020
[6] 웹사이트 First Moon 'Skylight' Found -- Could House Lunar Base? http://news.national[...] National Geographic 2009-10-26
[7] 웹사이트 Lunar Lava Tubes Radiation Safety Analysis http://www.aas.org/p[...] American Astronomical Society 2001-11
[8] 논문 Confirmation of sublunarean voids and thin layering in mare deposits https://www.scienced[...] 2012-08-01
[9] 간행물 Lunar Holes and Lava Tubes as Resources for Lunar Science and Exploration https://link.springe[...] Springer 2012
[10] 논문 Leto Mission Concept for Green Reconnaissance of the Marius Hills Lunar Pit 2023-02-07
[11] 논문 Possible existence of lava tube cave under Marius Hills Hole of the Moon https://confit.atlas[...] 2017-03-10
[12] 논문 LunarLeaper - A Mission Concept to Explore the Lunar Subsurface with a Small-scale Legged Robot https://www.research[...] International Astronautical Federation 2024
[13] 논문 The Relationship Between Lava Fans and Tubes on Olympus Mons in the Tharsis Region, Mars. http://www.lpi.usra.[...] 2018-06-19
[14] 논문 Ridge-like lava tube systems in southeast Tharsis, Mars https://www.scienced[...] 2017-10-15
[15] 논문 Distribution and Morphology of Lava Tube Systems on the Western Flank of Alba Mons, Mars 2022-06
[16] 서적 2018 6th IEEE International Conference on Wireless for Space and Extreme Environments (WiSEE) 2018-12
[17] 웹사이트 Surtshellir-Stefánshellir System http://www.showcaves[...] Showcaves
[18] 논문 Minerogenesis of Volcanic Caves of Kenya http://scholarcommon[...] 2004-07
[19] 웹사이트 10 Reasons Travelers Can't Keep Away from Jeju Island http://travel.cnn.co[...] CNN Travel 2012-04-27
[20] 웹사이트 World's Longest Lava Tubes http://www.caverbob.[...] 2011-06-21
[21] PDF 溶岩流 群馬大学 早川由紀夫 2016
[22] 웹사이트 https://terms.naver.[...]
[23] 웹사이트 문화재청 국가문화유산포털 http://www.heritage.[...]


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