성류굴 내 호수구간의 수중통로에서 발견되는 동굴생성물의 고기후적 의미 Paleoclimatic Implication of Cave Speleothems in the Submerged Parts of the Seongnyu Cave, Republic of Korea원문보기
성류굴은 전체적으로 북동-남서방향으로 하부고생대 조선누층군 탄산염암층 내에 발달하고 있는 수평동굴이며, 동굴 내 3개 구간에 규모가 큰 호수가 분포한다. 성류굴의 주굴의 길이는 약 330m, 지굴의 길이는 약 540m로 총 연장은 약 870m이며, 이중에서 수중탐사를 통해 약 85m 정도의 수중구간을 발견하였다. 성류굴 내에는 종유관, 종유석, 석순, 석주, 유석, 휴석, 동굴방패, 커튼(혹은 베이컨시트)과 일부구간에 동굴진주, 석화, 곡석, 부유방해석 등이 분포한다. 특히 수중구간 내에서도 과거에 성장하였던 동굴생성물이 발견되었으며, 물속에서 분포하는 종유석, 석순, 유석, 석주 등에서는 과거 동굴바닥을 흐르던 동굴수에 의해 침식(혹은 용식)된 흔적이 발견된다. 동굴생성물 중에서 종유석, 석순, 유석, 석주와 같은 동굴생성물은 동굴 내 물 속에서는 자랄 수 없기 때문에, 이들은 과거 동굴 내에 호수가 존재하지 않던 시기에 성장하였다가 호수물의 수위가 높아 지면서 호수 내에 잠긴 것으로 판단된다. 이러한 사실은 성류굴 내 수중구간의 동굴생성물이 과거 해수면이 낮았던 빙하기 동안에 형성되었음을 시사한다. 따라서, 이 동굴생성물에 대한 지속적인 연구는 한반도 주변의 해수면 변동과 고기후 변화를 추정하는데 매우 중요한 자료를 제공할 것으로 판단된다.
성류굴은 전체적으로 북동-남서방향으로 하부고생대 조선누층군 탄산염암층 내에 발달하고 있는 수평동굴이며, 동굴 내 3개 구간에 규모가 큰 호수가 분포한다. 성류굴의 주굴의 길이는 약 330m, 지굴의 길이는 약 540m로 총 연장은 약 870m이며, 이중에서 수중탐사를 통해 약 85m 정도의 수중구간을 발견하였다. 성류굴 내에는 종유관, 종유석, 석순, 석주, 유석, 휴석, 동굴방패, 커튼(혹은 베이컨시트)과 일부구간에 동굴진주, 석화, 곡석, 부유방해석 등이 분포한다. 특히 수중구간 내에서도 과거에 성장하였던 동굴생성물이 발견되었으며, 물속에서 분포하는 종유석, 석순, 유석, 석주 등에서는 과거 동굴바닥을 흐르던 동굴수에 의해 침식(혹은 용식)된 흔적이 발견된다. 동굴생성물 중에서 종유석, 석순, 유석, 석주와 같은 동굴생성물은 동굴 내 물 속에서는 자랄 수 없기 때문에, 이들은 과거 동굴 내에 호수가 존재하지 않던 시기에 성장하였다가 호수물의 수위가 높아 지면서 호수 내에 잠긴 것으로 판단된다. 이러한 사실은 성류굴 내 수중구간의 동굴생성물이 과거 해수면이 낮았던 빙하기 동안에 형성되었음을 시사한다. 따라서, 이 동굴생성물에 대한 지속적인 연구는 한반도 주변의 해수면 변동과 고기후 변화를 추정하는데 매우 중요한 자료를 제공할 것으로 판단된다.
Seongnyu Cave have developed along the NE-SW direction in carbonate rocks of the Joseon Supergroup. The cave mostly shows horizontal passages and contains three lakes. The main passage is about 330 m long with 540 m-long branches, thus the total length of the cave is about 870 m. Through cave diving...
Seongnyu Cave have developed along the NE-SW direction in carbonate rocks of the Joseon Supergroup. The cave mostly shows horizontal passages and contains three lakes. The main passage is about 330 m long with 540 m-long branches, thus the total length of the cave is about 870 m. Through cave diving, about 85 m-long new passages were discovered. Numerous speleothems such as soda straws, stalactites, stalagmites, columns, flowstones, rimstones, cave shields, cave corals, curtains (and bacon sheets), cave pearls, cave flowers, helictites and calcite rafts can be found in the cave. Especially, some speleothems which were believed to have grown in the past were discovered in the submerged passage, and a few stalactites, stalagmites, flowstones and columns were eroded (or corroded) by the cave stream that flowed on the floor. Because these speleothems only grow in subaerial environments within limestone caves, it appears that they grew when there was no lake in the cave and became submerged as the lake level rose in the cave. The presence of these speleothems in the lakes indicate that they only grew during glacial periods when sea-level was lower. Therefore, detailed investigation of these speleothems will provide invaluable information on paleoclimatic evolution around the Korean peninsula in the future.
Seongnyu Cave have developed along the NE-SW direction in carbonate rocks of the Joseon Supergroup. The cave mostly shows horizontal passages and contains three lakes. The main passage is about 330 m long with 540 m-long branches, thus the total length of the cave is about 870 m. Through cave diving, about 85 m-long new passages were discovered. Numerous speleothems such as soda straws, stalactites, stalagmites, columns, flowstones, rimstones, cave shields, cave corals, curtains (and bacon sheets), cave pearls, cave flowers, helictites and calcite rafts can be found in the cave. Especially, some speleothems which were believed to have grown in the past were discovered in the submerged passage, and a few stalactites, stalagmites, flowstones and columns were eroded (or corroded) by the cave stream that flowed on the floor. Because these speleothems only grow in subaerial environments within limestone caves, it appears that they grew when there was no lake in the cave and became submerged as the lake level rose in the cave. The presence of these speleothems in the lakes indicate that they only grew during glacial periods when sea-level was lower. Therefore, detailed investigation of these speleothems will provide invaluable information on paleoclimatic evolution around the Korean peninsula in the future.
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문제 정의
성류굴 내 분포하는 동굴생성물의 분포를 조사하기 위해 동굴 전체를 동방의 위치와 분포에 따라 5개 구역으로 구분한 후, 각 구역별로 천장, 벽면과 바닥으로 구분하여 주요 동굴생성물을 기재하였다(우경식 외, 2007b). 동굴생성물 중에서 대기 중에서 성장한 동굴생성물과 수중에서 발견된 동굴생성물의 조직을 구분하기 위해 각각의 시료를 채취하였다. 표품 채취는 이미 훼손된 동굴생성물에 국한하여 동굴내부의 환경을 훼손하지 않도록 주의하였다.
입구 부근의 호수는 주변의 왕피천이 흘러들어 다시 나가고 있으나, 내부의 호수구간은 항상 동굴수에 의해 채워져 있다. 이 논문의 목적은 성류굴 내에 많이 분포하는 동굴생성물 중에서 호수구간 내에 분포하는 동굴생성물에 대한 고기후학적 의미를 고찰하는데 있다.
제안 방법
성류굴의 발달방향과 분포를 알기 위해 동굴에 대한 측량을 실시하여 성류굴의 평면도(1 : 500)를 작성하였다(그림 3). 또한 동굴 내 지형적으로 특징이 다른 구간을 선정하여 64개 지점에서 횡단면도를 작성하였으며(우경식 외, 2007b), 동굴의 입구에서 동굴의 막장(끝 지점)까지 주 통로를 따라 동굴의 높이와 바닥의 경사를 측정하여 종단면도를 작성하였다(그림 4). 또한 성류굴 내 호수구간에 대해 수중동굴탐사를 총 4차례 실시하여 성류굴 내 수중통로의 연장 가능성과 아직 기존의 동굴탐사를 통해서는 조사되지 않았던 구간에 대한 통로의 발달방향, 규모 등을 조사하였다(그림 3; 우경식 외, 2007b).
표품 채취는 이미 훼손된 동굴생성물에 국한하여 동굴내부의 환경을 훼손하지 않도록 주의하였다. 또한 동굴 내에서 채취한 동굴생성물의 표품의 조직을 관찰하기 위하여 박편으로 제작하여 편광현미경과 실체현미경을 이용하였다.
또한 동굴 내 지형적으로 특징이 다른 구간을 선정하여 64개 지점에서 횡단면도를 작성하였으며(우경식 외, 2007b), 동굴의 입구에서 동굴의 막장(끝 지점)까지 주 통로를 따라 동굴의 높이와 바닥의 경사를 측정하여 종단면도를 작성하였다(그림 4). 또한 성류굴 내 호수구간에 대해 수중동굴탐사를 총 4차례 실시하여 성류굴 내 수중통로의 연장 가능성과 아직 기존의 동굴탐사를 통해서는 조사되지 않았던 구간에 대한 통로의 발달방향, 규모 등을 조사하였다(그림 3; 우경식 외, 2007b).
이 조사를 통하여 A지점으로부터 새로이 발견된 수중통로의 길이는 약 65m이다. 또한 수중조사를 실시하면서 이 통로 내에서 다수의 동굴생성물을 발견하였다. 또한 C지점으로부터 수중조사를 하여 새로이 발견된 구간은 약 20m에 이르며, 이 통로는 A지점으로부터 발견된 수중통로와 연결되어 있을 가능성이 매우 높다(그림 3).
성류굴 내 분포하는 동굴생성물의 분포를 조사하기 위해 동굴 전체를 동방의 위치와 분포에 따라 5개 구역으로 구분한 후, 각 구역별로 천장, 벽면과 바닥으로 구분하여 주요 동굴생성물을 기재하였다(우경식 외, 2007b). 동굴생성물 중에서 대기 중에서 성장한 동굴생성물과 수중에서 발견된 동굴생성물의 조직을 구분하기 위해 각각의 시료를 채취하였다.
성류굴 내 훼손되어 바닥에 있던 몇 개의 동굴생성물을 채취하여 이들의 조직을 관찰하였다. 종유석의 경우에는 외부 형태는 종유관과 종유석의 중간 형태를 보인다(그림 9A).
성류굴의 발달방향과 분포를 알기 위해 동굴에 대한 측량을 실시하여 성류굴의 평면도(1 : 500)를 작성하였다(그림 3). 또한 동굴 내 지형적으로 특징이 다른 구간을 선정하여 64개 지점에서 횡단면도를 작성하였으며(우경식 외, 2007b), 동굴의 입구에서 동굴의 막장(끝 지점)까지 주 통로를 따라 동굴의 높이와 바닥의 경사를 측정하여 종단면도를 작성하였다(그림 4).
대상 데이터
하지만 두 번째와 세 번째 호수는 일 년 내내 항상 동굴수가 있다. 성류굴 통로의 주된 발달 방향으로 존재하는 주굴의 길이는 약 330m, 가지굴의 길이는 약 540m로서 동굴의 총 연장은 약 870m에 이른다. 이중에서 일반인들에게 개방된 구간이 약 270m이다.
성능/효과
성장방향에 수직으로 절단하여 관찰한 결과, 이 용해된 틈 내에는 이차적으로 성장한 등립질 방해석이 성장하고 있었던 것으로 나타났다(그림 10B). 따라서, 이 동굴호수의 화학적 성질 또한 방해석에 대해 불포화 상태인 시기에는 용해가 우세하게 발생되었으며, 방해석에 대해 과포화 상태인 시기에는 이러한 작은 등립질 방해석이 성장하였음을 나타낸다.
후속연구
종유석, 석순, 유석, 석주 등의 동굴생성물은 동굴 내 물 속에서는 자랄 수 없기 때문에, 이들은 호수의 물이 없었던 기간에 성장하였다가 호수물의 수위가 높아지면서 현재 호수 내에 잠겨 있는 것으로 판단된다. 이러한 사실은 성류굴 내에 물속에 잠겨 있는 동굴생성물이 해수면이 낮았던 빙하기 동안에 형성되었다는 것을 의미하여, 이 동굴생성물에 대한 지속적인 연구는 한반도 주변의 해수면 변동과 고기후 변화를 추정하는데 매우 중요한 자료를 제공할 것으로 판단된다.
따라서 성류굴 내에는 과거 빙하기 동안에만 성장했던 동굴생성물과 빙하기/간빙기 동안에 지속적으로 성장했던 동굴생성물이 모두 존재하는 학술적으로 매우 중요한 동굴이라고 평가할 수 있다. 해수면의 변동에 따라 민감하게 반응하였던 성류굴 내의 동굴생성물에 대한 추가적인 연구는 동굴생성물의 생성과정과 한반도의 고기후에 대한 연구를 수행하는데 중요한 자료를 제공할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
동굴 내에 생성되는 동굴생성물 중 동굴산호, 석화, 곡석과 같은 동굴생성물은 어떠한 지역에서 성장하는가?
이러한 동굴생성물에는 종유관, 종유석, 석순, 석주, 유석, 동굴방패, 커튼 등이 있다. 하지만 동굴산호, 석화, 곡석과 같은 동굴생성물은 동굴 내부로 물의 공급이 아주 적게 일어나는 지역에서 성장한다(Woo and Won, 1989). 즉 동굴 내부로 서서히 공급되는 물이 벽면이나 천장, 바닥에 얇은 막의 물로 만들어지면서 주로 증발작용에 의해 성장한다(Hill and Forti, 1997).
석회동굴은 어떻게 구분되는가?
석회동굴은 빗물이 지하로 침투하여 지하수면 근처에서 주로 생성되거나, 해안가에 석회암이 분포할 경우에는 해수와 담수가 만나는 혼합대(mixing zone)에서 만들어진(James and choquette, 1990) 석회암의 그 발달정도와 지하수면의 위치에 따라 고에너지동굴, 중에너지동굴, 저에너지동굴로 구분된다(우경식, 2002). 고에너지동굴은 동굴 내에 지하수가 활발히 흘러서 동굴이 계속 확장되는 동굴이며, 중에너지동굴은 우기 시에 일시적으로 바닥에 동굴수가 흐르거나 간헐적으로 천장이나 벽면으로부터 물이 공급되는 동굴이다.
고에너지동굴은 무엇인가?
석회동굴은 빗물이 지하로 침투하여 지하수면 근처에서 주로 생성되거나, 해안가에 석회암이 분포할 경우에는 해수와 담수가 만나는 혼합대(mixing zone)에서 만들어진(James and choquette, 1990) 석회암의 그 발달정도와 지하수면의 위치에 따라 고에너지동굴, 중에너지동굴, 저에너지동굴로 구분된다(우경식, 2002). 고에너지동굴은 동굴 내에 지하수가 활발히 흘러서 동굴이 계속 확장되는 동굴이며, 중에너지동굴은 우기 시에 일시적으로 바닥에 동굴수가 흐르거나 간헐적으로 천장이나 벽면으로부터 물이 공급되는 동굴이다. 저에너지동굴인 경우에는 동굴 내에 동굴수가 거의 흐르지 않고 우기 시에 천장으로 약간의 물이 공급된다.
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