석회동굴

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石灰洞窟 / Lime Cave

1 개요

카르스트 지형 중 하나로 석회암을 기반암으로 하는 지층에서 유수의 용식 작용으로, 즉 흐르는 물의 용해 작용으로 인한 지층이 침식으로 생기는 동굴을 일컫는다. 위의 넘겨주기 항목을 보면 알겠지만 다른 말로 종유굴(鐘乳窟), 종유동(鐘乳洞)이라고도 한다.

2 생성 과정

석회암의 주성분인 탄산칼슘(CaCO₃)이 절리(암석의 균열)나 지층의 층리(퇴적암이 형성될 때 만들어지는 수평 방향의 구조)를 따라 흘러온 지하수에 포함된 이산화탄소에 녹아 형성된다. 여기서 이산화탄소는 대기 중에 있다가 물과 결합하여 탄산이 된 상태이다. 암석의 절리와 층리에 따라 다양한 형태로 생성된 석회동굴에서 탄산칼슘의 역반응이 밑에 서술된 동굴 내 미지형, 즉 2차 생성물을 만들어 낸다.

이를 화학식으로 나타내면 다음과 같다.
H₂CO₃(탄산 용액) + CaCO₃(탄산칼슘) ↔ Ca(칼슘) + 2HCO₃(중탄산 용액)

이 과정에서 지표의 침식과 용해가 계속되면 동굴 천장이나 벽에 구멍이 생겨 동굴이 외부로 드러난다.

3 동굴 내 미지형

미지형이란 지도상에서 표현되지 않는 작은 지형들을 지칭하는 용어로, 특히 석회동굴 내의 카르스트 미지형은 스펠레오뎀(speleothem)이라고도 부른다. 종유관, 종유석, 석순, 석주, 동굴진주, 석회단구, 커튼 등등 다양한 형태를 가진 지형지물이 관찰되는데, 이 같이 지상에서 흔히 볼 수 없는 지형 덕분에 관광 자원으로 활용되기도 한다.

• 종유관 - 석회질이 섞인 물이 동굴 천장에서 석회질만 남기고 떨어지면서 남은 석회질이 천장에 수직으로 매달린 빨대 모양을 형성한 것.
• 종유석 - 종유관의 상위호환. 석회질이 섞인 물이 석회질만 남기고 종유관을 타고 내려가는 것을 반복하여 쌓인 석회질이 종유석을 더욱 크고 아름답게 만든 것.
• 석순 - 석회질이 섞인 물이 동굴 천장에서 떨어져 바닥에 석회질을 쌓아 죽순 모양을 형성한 것.
• 석주(石柱) - 말 그대로 기둥 모양. 종유관과 석순이 생성 과정을 반복하여 마침내 그레이트 합체한 것.
• 동굴진주 - 동굴 속 작은 홈에 물이 떨어져 홈 속의 작은 돌이 움직여 그 주위에 광물이 침전하여 동그랗게 형성된 것. 진짜 진주는 아니지만 동굴의 생태계를 확인하는 자료로 쓰일 수 있으니 함부로 다루지 말자.
• 곡석 - 종유관이 생성되는 과정에서 알 수 없는 원인으로 수직 방향이 아닌 불규칙적인 방향으로 자라 꼬이고 꺾인 모습이 된 것.
• 석화(石花) - 암석으로부터 극소량의 물이 스며 나와 바늘 모양의 결정을 중심으로 석회 지형이 자라 꽃 모양이 된 것.

4 국내의 석회동굴

국내에는 중생대 바다에서 생성된(호성층) 조선 누층군의 영향으로 평남지향사와 옥천지향사에 석회 동굴이 나타나며 그중 고씨동굴, 화암동굴, 고수동굴 등이 유명하다.

제주도에는 당처물동굴, 용천동굴 등 용암동굴이면서도 석회동굴의 특징인 종유석이나 석순 등을 가진 것들이 있는데, 이는 조개껍데기 등으로 인해 석회 성분을 갖게 된 지상의 모래가 빗물 따위에 섞여 땅이 갈라진 틈에 스며들거나 땅속을 깊이 파고들어 간 나무뿌리를 타고 내려가면서 석회 지형을 생성했기 때문이다. 하지만 헷갈리지 말자. 이들은 용암동굴이다. 이에 따라 가짜 석회동굴이란 의미로 '위종유굴'이라 하기도 한다. 내부 곳곳에 생긴 석회 지형들은 석회암으로 되어 있지만, 동굴 자체는 화강암으로 되어 있다.

5 해외의 석회동굴

오키나와 난죠 시 오키나와 월드 안에 있는 석회동굴 교쿠센도(玉泉洞, 옥천동) (출처는 위키미디어 공용)

일본 오키나와에는 수많은 석회동굴이 자리 잡고 있다. 오키나와 제도 자체의 지질이 석회암 지대이기 때문. 오키나와어로는 이러한 석회 동굴들을 가마(ガマ)라고 부른다. 오키나와 전투 당시에는 많은 피난민들이 가마에 몸을 피했고, 또 일본군은 가마를 기지로 유용하게 사용하였다. 그러나 민간인 군인 가리지 않고 많은 수의 사람들이 그 안에서 목숨을 잃고 말았다.

여담으로 이 동굴은 안에 들어가면 굉장히 습해서, 기온이 그렇게 높지도 않은데 땀이 계속 난다. 한국의 동굴을 생각하고 들어가면 안 된다.