사층리를 이용한 지층의 역전 및 유수의 방향 추정

조영우

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"수심이 얕은 유수에서 모래가 퇴적될 때면 모래톱이 생기는 일이 많다. 시간이 지나면서 모래톱은 완만한 곡선 형태의 경사면을 만드는데, 모래는 이 사면 위에 내려앉으면서 이상적인 조건에서는 그림 46a와 같은 모습을 만든다. 폭풍이 온다거나 해서 퇴적 환경에 변화가 일어나면 모래톱의 상부는 쓸려나가고, 그림의 AB와 같은 예리한 침식면을 드러낸다. 나중에 이 침식면 위에 다른 모래톱이 쌓일 수도 있다. 오랜 세월이 지나 절개지나 절벽 같은 곳에서 오래된 사암층을 보게 되면 어떤 영역에서는 지층이 기울어지고 기울어진 방향도 다양한 것을 볼 수 있다(도판 20A). 습곡이나 그 밖의 다른 요인에 의해 2차적으로 기울어진 것이 아닌, 애초부터 이렇게 기울어져 쌓인 구조를 사층리(cross bedding) 또는 조류 층리(current bedding)라고 한다. 바람에 불려 날리던 모래들이 퇴적되어 생기는 사구도 사층리를 드러낸다." - 아서 홈즈 Arthur Holmes, Principles of Physical Geology, 1944

수심이 얕은 유수에서 모래가 퇴적될 때에는 아래 그림에서 보는 것처럼 완만한 곡선 경사면을 이루면서 퇴적됩니다(아래 그림의 a). 퇴적 환경이 변화하는 경우 이런 퇴적층의 상부가 침식되어 사라지면서 A-B의 침식면이 노출되고, 이 침식면에 새로운 퇴적이 이루어지게 됩니다. 나중에 이러한 퇴적층들의 단면이 지표로 노출되면 그림 b 또는 c와 같은 단면이 관측될 수 있습니다. b는 침식 이후 지층이 역전되지 않은 경우이며, c는 침식 이후 지층이 뒤집힌 경우입니다. b의 경우 경사면은 아래쪽으로 볼록하며, c의 경우에는 위쪽으로 볼록합니다. 또한, 이것을 이용하여 흐름이 어떤 방향으로 이루어졌는지도 알 수 있습니다. 이러한 사층리는 바람에 의한 퇴적이 이루어지는 사막의 사구에서도 비슷하게 일어납니다.

cross-bedding_as_an_indicator_of_turning_over_or_stream_direction.jpg

참고 문헌
- Principles of Physical Geology, Arthur Holmes, Thomas Nelson and Sons, Ltd., 1944 (사람들은 이 책을 Red Book이라고 불렀음)

푸른행성의 과학, http://www.skyobserver.net/

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Who's 조영우

목감고등학교 교사, 디지털 지구과학자, 자연사 사진가, Geovisualization artist
전공 분야: 지질학 및 디지털 지구과학 (Ph.D.), 천문학 (이학석사), 지구과학교육 (교육학석사)

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