카르
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1. 개요
카르는 빙하 침식이나 하천 침식으로 형성되는 원형 극장 모양의 지형이다. 빙하 카르는 전 세계 산맥의 높은 곳에서 발견되며, 가파른 절벽(헤드월)으로 둘러싸여 있고, 빙하가 흘러나오는 립(lip)을 갖는다. 북반구의 북동쪽 경사면에서 주로 형성되며, 빙결 작용과 빙하 침식에 의해 확장된다. 인접한 카르가 침식되면 아레트, 3개 이상 침식되면 피라미드 봉우리가 형성된다. 하천 침식에 의한 카르는 침식에 강한 상부 구조가 더 쉽게 침식되는 물질 위에 놓여 있는 지형이 특징이다. 한반도에서는 주로 일본 알프스 등에서 발견되며, 일본 알프스, 히다 산맥 등 전 세계적으로 다양한 형태의 카르가 존재한다.
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| 카르 | |
|---|---|
| 지리 정보 | |
| 유형 | 빙하 지형 |
| 형성 과정 | 빙하 침식 |
| 특징 | 원형 또는 반원형의 움푹 패인 지형 가파른 경사면 (두부벽) 평탄하거나 오목한 바닥 |
| 명칭 | |
| 프랑스어 | cirque |
| 라틴어 | circus |
| 스코틀랜드 게일어 | coire |
| 웨일스어 | cwm (계곡) |
| 히브리어 | makhtesh |
| 독일어 | Kar |
| 영어 | Cirque |
| 설명 | |
| 정의 | 빙하 침식으로 형성된 원형 또는 반원형의 움푹 패인 지형 |
| 형성 장소 | 산의 사면 |
| 형성 메커니즘 | 빙하의 침식 작용 (특히 동결-융해 작용) |
| 관련 용어 | 빙하 퇴석 빙하호 |
2. 형성 과정
산지의 비탈면을 숟가락으로 긁어낸 듯한 지형으로, 주로 빙하가 성장하면서 산의 표면을 깎아내어 만들어진다. 빙하가 활동하는 동안에는 그 형태를 알기 어렵지만, 빙하가 녹아 후퇴하면 위쪽이 트인 반원형 또는 말굽 모양의 움푹 팬 계곡 지형이 드러나게 된다.
일반적으로 권곡은 빙하의 침식 작용으로 형성되지만, 드물게 하천의 침식 작용에 의해서도 비슷한 원형극장 모양의 지형이 만들어지기도 한다.[2] 이러한 하천 침식 지형은 침식에 강한 암석층 아래에 상대적으로 침식되기 쉬운 무른 암석층이 놓여 있는 경우에 형성될 수 있다.
2. 1. 빙하 침식에 의한 형성
빙하 카르(권곡)는 전 세계 산맥에서 발견되며, 일반적으로 길이와 폭이 약 1km 정도이다. 설선 근처 산비탈 높은 곳에 위치하며, 보통 세 면이 가파른 절벽으로 둘러싸여 있다. 이 중 가장 높은 절벽을 헤드월(headwall)이라고 부른다. 나머지 한 면은 빙하가 흘러나가는 쪽으로, 립(lip), 임계점(threshold), 또는 실(sill)이라고 불린다.[2] 많은 빙하 카르에는 침식된 퇴적물이나 기반암 능선에 의해 물이 고여 형성된 권곡호(tarn)가 있다.
카르는 특정 조건에서 잘 형성된다. 특히 북반구에서는 태양 에너지의 영향을 덜 받고 우세한 바람으로부터 보호되는 북동쪽 경사면이 유리하다. 이런 곳은 상대적으로 서늘하여 눈이 녹지 않고 쌓이기 쉬우며, 쌓인 눈이 많아지면 압력에 의해 단단한 빙하 얼음으로 변하게 된다. 이후 니베이션(nivation) 과정이 시작되는데, 이는 눈 아래 지표면에서 동결-융해 작용에 의한 풍화와 초기 빙하 침식을 통해 움푹 팬 지형이 점차 커지는 현상이다. 물이 암석 틈으로 스며들어 얼고 녹기를 반복하는 동결-융해 작용은 암석 표면을 부수고 약화시킨다. 약해진 암석은 눈사태와 함께 무너져 내리면서 더 많은 눈과 암석 조각들을 성장하는 빙하에 공급하게 된다. 시간이 지나면서 이 움푹 팬 곳은 본격적인 빙하 침식이 활발하게 일어날 정도로 커진다.
빙하가 성장하고 움직이기 시작하면, 얼음 속에 포함된 암석 파편들이 빙하 바닥의 기반암을 긁고 갈아내는 마모(abrasion) 작용을 일으킨다. 이는 마치 사포로 문지르는 것과 같은 효과를 내며 침식을 가속화한다. 또한, 빙하의 무게와 움직임으로 인해 기반암의 일부가 뜯겨져 나가는 빙하 파쇄(glacial plucking) 작용도 일어난다. 이러한 침식 작용들이 계속되면서 카르는 점점 더 크고 깊은 사발 모양으로 변해간다.
빙하가 움직이면서 활동적인 얼음과 거의 움직이지 않는 얼음 사이에 베르크슈룬트(bergschrund)라는 깊은 크레바스가 형성되기도 한다. 이 베르크슈룬트는 카르의 가장 안쪽 벽인 헤드월 침식에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨진다. 베르크슈룬트 내부는 외부 온도 변화가 적지만, 연구에 따르면 작은 온도 변화만으로도 암석 틈 속 물의 동결-융해 작용, 즉 서리 풍화(frost weathering)가 일어날 수 있다. 베르크슈룬트 안으로 흘러 들어간 물이 주변 얼음에 의해 영하의 온도로 냉각되면서 암석 틈에서 얼고 팽창하는 서리 풍화 작용이 활발하게 일어나 헤드월을 침식시키는 것이다.
이처럼 동결-융해 작용, 빙하 파쇄, 마모와 같은 빙하 침식 작용이 지속적으로 일어나면서 카르는 점차 확대되지만, 전체적인 지형의 비율은 대체로 유사하게 유지되는 경향이 있다.
2. 2. 하천 침식에 의한 형성
권곡이라는 용어는 빙하 침식 지형을 가리키는 것이 일반적이지만, 드물게 원형극장 모양의 하천 침식 지형에도 사용된다.
예를 들어, 이스라엘 네게브 고원 남쪽 경계에는 약 200km2 넓이의 배사구 침식 권곡이 있다. 이 침식 권곡 또는 '막테시(makhtesh)'는 Makhtesh Ramon에서 간헐적인 하천 흐름이 석회암과 백악질 층을 깎아내면서 형성되었으며, 그 결과 200m 높이의 가파른 절벽이 있는 권곡 벽이 만들어졌다. 프랑스 부르고뉴 지역 Côte-d'Or의 카르스트 지형에서 발견되는 Cirque du Bout du Monde도 이러한 하천 침식으로 형성된 권곡의 예이다.
또 다른 유형의 하천 침식 권곡은 인도양의 프랑스령 섬인 레위니옹에서 발견된다. 이 섬에는 활화산(Piton de la Fournaise)과 깊이 침식된 사화산(Piton des Neiges)이 있다. 이곳의 세 개 권곡은 단단한 용암 위에 놓인 응집된 파편암과 화산 각력암이 침식되어 형성되었다.
모든 하천 침식 권곡의 공통적인 특징은 침식에 강한 단단한 암석층 아래에 상대적으로 침식되기 쉬운 무른 암석층이 놓여 있는 지형이라는 점이다.
3. 주요 특징
빙하 카르(권곡)는 전 세계 산맥에서 발견되는 지형으로, 빙하가 산의 비탈면을 숟가락으로 긁어낸 듯 깎아내어 형성된 반원형 또는 말굽 모양의 와지이다. 고산의 산릉 바로 아래 등에서 볼 수 있다. '전형적인' 카르는 일반적으로 길이가 약 1km, 폭이 약 1km이다.[2]
카르는 설선 근처 산비탈 높은 곳에 위치하며, 일반적으로 세 면이 가파른 절벽으로 부분적으로 둘러싸여 있다. 이 급경사의 절벽을 '''권곡벽'''(Headwall)이라고 하며, 가장 높은 절벽을 헤드월이라고 부르기도 한다. 네 번째 면은 카르에서 빙하가 흘러나오는 쪽인 '립'(lip), '임계점'(threshold) 또는 '실'(sill)을 형성한다.[2] 계곡의 양쪽과 산 정상 쪽 급애로 둘러싸인 바닥에는 평탄하거나 완만한 경사를 이루는 '''권곡저'''(Cirque floor)가 펼쳐진다. 권곡저에는 빙하에 의해 운반된 모레인(빙퇴석)이 쌓여 있거나, 물이 고여 탄(Tarn)을 형성하기도 한다. 충분한 눈이 쌓이면, 카르의 입구에서 흘러나와 수 킬로미터 길이의 곡빙하를 형성할 수 있다.
카르는 특정 조건에서 잘 형성된다. 북반구에서는 태양 에너지의 대부분과 우세한 바람으로부터 보호되는 북동쪽 경사가 유리한 조건에 해당한다. 이러한 지역은 열로부터 보호되어 눈의 축적을 장려한다. 눈이 계속 쌓이면 빙하 얼음으로 변한다. 이후 니베이션(Nivation, 눈의 침식 작용) 과정이 이어지는데, 이 과정에서 경사면의 오목한 부분이 동파 풍화 및 빙하 침식에 의해 확장될 수 있다. 동파 풍화는 수직 암석면을 침식시키고 붕괴를 일으키며, 이는 더 많은 눈과 암석을 쏟아내 자라는 빙하에 추가하는 눈사태를 유발할 수 있다. 결국, 이 오목한 부분은 빙하 침식이 강화될 정도로 커질 수 있다. 이 열린 오목함이 확장되면서 더 큰 풍하 퇴적대가 생성되어 빙하 작용의 과정을 더욱 촉진한다. 얼음 속의 파편(또는 퇴적물) 또한 침식 작용을 할 수 있는데, 얼음이 경사면을 따라 이동하면서 아래의 기반암 표면을 긁어 마모시키는 '사포 효과'를 낸다.
결국, 오목한 부분은 얼음 분리(ice segregation)에 의해 풍화되고 빙하 파쇄(plucking)에 의해 침식되면서 산 측면에 큰 사발 모양의 지형을 형성한다. 분지는 얼음 분리와 마모에 의해 계속 침식되면서 더 깊어진다. 이러한 침식 과정이 계속되면 카르의 크기는 증가하지만, 지형의 비율은 거의 동일하게 유지된다. 빙하의 움직임이 움직이는 얼음을 고정된 얼음에서 분리하여 크레바스를 형성할 때 베르크슈룬트(Bergschrund)가 만들어진다. 베르크슈룬트는 빙하 표면과 카르 바닥 사이에 있는 헤드월의 침식 방식과 관련이 있는 것으로 여겨지며, 이는 동결-융해 메커니즘 때문으로 추정된다. 베르크슈룬트 내부의 온도는 거의 변하지 않지만, 연구에 따르면 얼음 분리(서리 파쇄)는 온도 변화가 작더라도 발생할 수 있다. 베르크슈룬트로 흘러 들어가는 물은 주변 얼음에 의해 영하의 온도로 냉각될 수 있으며, 이를 통해 서리 풍화 자유 메커니즘이 발생할 수 있다.
두 개의 인접한 카르가 서로 침식하면 날카롭고 가파른 능선인 아레트(Arête)가 형성된다. 세 개 이상의 카르가 서로 침식하면 피라미드 봉우리(Pyramidal peak)가 생성된다. 경우에 따라 이 봉우리는 하나 이상의 아레트를 통해 접근 가능해진다. 유럽 알프스의 마터호른 산이 이러한 봉우리의 대표적인 예이다. 카르가 서로 뒤이어 계단 모양으로 형성되면 카르 계단(Cirque stairway)이 생기며, 이는 검은 숲의 자스틀러 로흐(Zastler Loch)에서 볼 수 있다.
빙하는 설선 위에서만 시작될 수 있으므로, 현재 카르의 위치를 연구하면 과거의 빙하 패턴과 기후 변화에 대한 정보를 얻을 수 있다.
4. 한반도의 권곡
일본에서는 일본 알프스나 히다카 산맥 같은 고산 지대에서 권곡이 발견된다[1]. 이러한 권곡 바닥의 모레인(빙하 퇴적물)을 분석하여 과거 빙하의 발달 및 쇠퇴 시기를 추정하는 연구가 이루어지고 있다. 일본의 빙하는 다테야마 연봉에 있는 것들이 1km 내외이며, 최종 빙기에도 가장 큰 것이 10km 정도에 불과했고 수백 미터 규모의 작은 빙하도 많아, 전반적으로 대규모 빙하는 아니었던 것으로 보인다.
일제강점기에 일본인 학자 야마자키 나오카타(山崎直方일본어)는 다테야마의 권곡을 발견하고 이를 '야마자키 카르'로 명명하여 학계에 처음 보고하였다. 이 야마자키 카르는 현재 일본의 천연기념물로 지정되어 있다.
4. 1. 주요 권곡 지형
일본 국내에서는 일본 알프스 및 히다카 산맥 등에서 카르가 현존하고 있다.;히다카 산맥
- 호로시리 산 나나츠누마 카르·키타 카르·히가시 카르
- 카무이 에쿠우치카우시 산 야노사와 카르·큐노사와 카르·코이보쿠 카르
- 키타토츠타베츠 산 토츠타베츠 카르
- 에사오만톳타베츠 산 키타 카르
- 슌베츠 산 토노사와 카르
;히다 산맥
- 야쿠시 산의 카르군(국가 특별 천연기념물)
- 호타카 산 카라사와 카르
- 야리가타케 산 야리사와 카르·텐구하라 카르
- 다테야마 야마자키 카르 (국가 천연기념물)·우치조스케 카르·고젠자와 카르
- 하쿠바 산 하쿠바 대설계
- 구로베고로 산 구로베고로 카르
;기소 산맥
- 호켄다케 산 센조지키 카르
- 기소코마가타케 산 농가이케 카르
- 우츠기다케 산 우츠기다이라 카르
- 미나미코마가타케 산 스리바치쿠보 카르
;아카이시 산맥
- 센조가타케 산 야부사와 카르·코센조 카르·다이센조 카르
- 아이노다케 산 호소자와 카르
- 아라카와다케 산 아라카와 카르
5. 세계의 권곡
권곡이라는 용어는 빙하 지형 외에도 원형극장 모양의 하천 침식 지형을 가리키는 데 드물게 사용되기도 한다. 예를 들어, 네게브 고원 남쪽 경계에는 약 200km2 넓이의 배사 구조 침식으로 형성된 권곡이 있다. 이 침식 권곡 또는 makhtesh|마크테쉬he는 마크테쉬 라몬의 간헐적인 하천 흐름이 석회암과 백악질 층을 깎아내면서 형성되었으며, 그 결과 200m 높이의 가파른 절벽으로 둘러싸인 권곡 벽이 만들어졌다. 프랑스 코트도르의 부르고뉴 지역 카르스트 지형에 있는 부 뒤 몽드 권곡(Cirque du Bout du Monde)도 이러한 하천 침식 지형의 예이다.
또 다른 유형의 하천 침식 권곡은 레위니옹 섬에서 발견된다. 이 섬에는 인도양에서 가장 높은 화산 구조가 있으며, 활화산(Piton de la Fournaise)과 깊이 침식된 사화산(Piton des Neiges)으로 이루어져 있다. 이곳의 세 권곡은 응집된 파편암과 화산 각력암(en: breccia) 속에서 침식되었는데, 이 암석들은 더 단단한 용암 위에 놓인 베개 용암과 관련이 있다.
모든 하천 침식 권곡의 공통적인 특징은 침식에 강한 상부 암석층 아래에 더 쉽게 침식되는 물질이 놓여 있는 지형이라는 점이다.
아래는 세계 각지의 주요 권곡 목록이다.
- 아시아
- 찬드라 탈, 히마찰프라데시, 인도
- 권곡 계곡, 힌두쿠시, 파키스탄
- 카라사와 권곡, 가미코치, 호타카다케 산, 히다 산맥, 일본
- 마크테쉬 라몬, 네게브 사막, 이스라엘
- 센조지키 권곡, 호켄 산, 기소 산맥, 일본
- 웨스턴 쿰, 쿰부 히말, 네팔
- 야마사키 권곡, 다테야마 산, 일본
참조
[1]
서적
[2]
서적
Introduction to fluvial processes
Routledge
2010-01-24
[3]
웹사이트
Mt Field National Park: Landforms, Flora and Fauna
http://www.parks.tas[...]
Parks and Wildlife Service Tasmania
2009-05-12
[4]
뉴스
Go Walk: Coumshingaun, Co Waterford
http://www.irishtime[...]
[5]
서적
지구시스템의 이해
박학사
2009
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