석회동굴의 발달과 카르스트윤회

석회동굴의 발달

석회동굴을 채우고 있던 물이 빠져나가면 동굴은 탄산칼슘의 침전에 의한 2차적인 생성물로 좁혀지기 시작한다. 동굴천장에서 떨어지거나 동굴벽을 흘러내리는 물에는 탄산칼슘이 녹아 있으며, 이러한 물에 포함된 탄산칼슘의 침전으로 발달하는 각종 집적지형을 통틀어 스펠레오뎀이라고 한다. 

스펠레오뎀 중에서 가장 흔한 것은 점적석과 유석이다. 점적석은 동굴천정에서 떨어지는 물방울에 의해 형성된다. 물방울이 떨어지기 직전에 탄산가스의 방출과 탄산칼슘의 침전은 물방울의 표면에서 일어나며, 그 결과 형성되는 것이 가느다란 관 모양의 짚종유석 또는 관상종유석이다. 종유석은 짚종유석으로부터 성장한다. 

 

종유석은 동굴천정에 매달린 채 아래로 뿐만 아니라 옆으로도 성장하여 점점 길어지는 동시에 굵어지고, 이로 인해 나무의 나이테와 유사한 환상구조를 가지게 된다. 종유석에서 동굴바닥으로 떨어지는 물방울은 석순을 만들고, 이것이 위로 성장하여 종유석과 맞닿으면 석주가 된다. 석순은 일반적으로 종유석보다 굵고 뭉툭하다. 유석은 물이 넓게 퍼지면서 흘러내리는 동굴벽에 형성되는 것으로 산골짜기에 걸린 겨울철의 빙폭이나 창문의 커튼을 연상케 한다. 그리고 물이 솟아나는 동굴벽 밑의 샘을 중심으로 동굴바닥에 형성되는 일련의 림스톤도 경이롭다. 림스톤과 림스톤 사이에는 물이 괴어 있어서 전체적인 모양이 논을 축소시켜 놓은 것처럼 보인다. 우리나라에서는 이것이 흔히 전답 또는 신농답이라고 소개된다. 동굴로 침투하는 물은 동굴의 공기와 접하게 됨으로써 흘러갈 때 탄산가스를 방출하며, 탄산가스가 방출되면 물에 녹아있는 탄산칼슘의 일부가 침전한다. 물이 흘러가면서 탄산칼슘을 침전시킬 수 있을 만큼 탄산가스를 방출하는 곳에는 하나의 림스톤이 형성된다. 림스톤 뒤의 부분이 물 대신 탄산칼슘의 침전물로 채워져 있으면, 이를 석회화단구라고 한다. 림스톤이나 석회화단구는 수원을 중심으로 둥글게 형성되며, 석회암층을 뚫고 솟아오르는 온천 주변에서도 볼 수 있다. 

곡석은 물이 흘러내리지 않는 동굴천장, 석주와 종유석의 표면 또는 유석의 주름진 틈에서 중력방향과는 관계없이 옆이나 위로 비틀어지고 뒤틀린 모양으로 길게 자라는 것이 특이하다. 

석화는 하나의 점에서 서릿발처럼 새긴 결정체들이 사방으로 뻗어나가 그 모양이 마치 작은 꽃송이와 같다. 석화는 주로 애라고나이트로 이루어졌으며, 석화의 이러한 모양은 이의 성장습성과 관련이 있는 것으로 알려졌다. 

 

카르스트윤회

그룬트의 카르스트 윤회

두꺼운 석회암층이 지하수면 위로 융기하면 지표상에 돌리네가 발달하기 시작한다. 유년기에는 원지형의 여기저기에 돌리네가 불규칙하게 파인다. 유럽의 카르스트 지형은 대부분 이 단계에 속한다. 돌리네가 많이 발달, 성장하여 원지형이 거의 사라지고 돌리네들 사이의 부분이 낮은 산릉으로 변하면 유년기가 끝난다. 

 

장년기에는 돌리네가 커져서 바닥이 넓어지고, 일부 돌 리네는 서로 결합하여 우발라를 이룬다. 지하에서는 동굴의 발달이 절정에 이르며, 이것이 무너지는 곳에는 함몰돌리네가 형성된다. 또한 돌리네들 사이의 산릉이 낮아지고, 산릉의 일부는 원추형 구릉으로 변한다. 그리고 노년기에는 전체 지표면이 용식기준면인 지하수면에 가까워지며, 하천이 용식평원을 가로질러 흐르게 된다.