주상절리는 어떻게 생기는가?

신비한 육각기둥, 급히 식은 용암의 흔적

암석에 생긴 금을
 절리라고 한다

절리는 힘이 작용하여 생긴다. 끊어진 곳이 어긋나면 단층이라 하고 어긋나지 않고 금만 나 있는 경우가 절리다. 제주도에서 기둥 모양의 절리를 잘 볼 수 있다. 기둥(柱; 기둥 주) 모양이어서 주상절리라고 한다.

제주 중문 대포 해안의 주상절리

주상절리. 기둥 모양으로 생긴 절리여서 주상절리라 한다

주상절리는 용암과 같이 뜨거운 물질이 급하게 식을 때 만들어진다. 주로 현무암에서 잘 나타나지만 유문암이나 안산암에서도 나타난다. 또한 화산 폭발에 의해서 생성된 뜨거운 화성쇄설물이 쌓인 응회암 층에서도 나타난다. 드물기는 하지만 아주 얕은 깊이로 관입한 마그마가 식어서도 만들어진다.

현무암에 생긴 주상절리는 제주도, 울산, 경북 경주, 경북 포항, 경기 연천, 전남 고흥 등에서 나타나며, 응회암에 생긴 주상절리는 경북 청송의 주왕산, 전남 신안, 광주 무등산에 나타난다. 안산암의 주상절리는 전남 광양에서 도로 공사 중에 필자가 발견하였지만 지금은 묻혀서 볼 수 없다.

아래 그림과 같이 주상절리에서 기둥에 수직의 방향으로 선으로 그으면 용암이나 뜨거운 화성쇄설뭉이 이동한 방향이 나온다. 그림의 현무암 용암에서 흐른 방향이 오른쪽인지 왼쪽인지는 가까이에서 그리고 멀리에서 전체의 흐름을 자세히 관찰하여야 알 수 있다.

기둥에 수직인 하얀 선이 용암이 흐른 방향이다

주상절리의 윗부분을 보면 특이한 다면체를 살펴볼 수 있다. 뜨거운 용암이나 화성쇄설물이 급히 식으면서 냉각에 의한 수축으로 주상절리가 생긴다.

냉각으로 주상절리가 생긴다

주상절리의 윗부분은 보통 육각형이라고 알려져 있지만 자세히 보면 사각형, 오각형 등 꼭 육각형만은 아니다.

위에서 본 주상절리의 모습. 여러 가지 다각형이 나타난다

그렇다면 이런 무늬는
 어떻게 생기는 것일까?

간단한 체험을 통해서 알아보자. 먼저 종이와 연필을 준비하자. 점끼리의 간격을 2~4cm로 잡고 임의의 점을 그린다. 점은 냉각되었을 때 수축의 핵이 된다. 수축이 된다면 핵과 핵의 중간이 끊어질 것이다. 그림과 같이 점과 점 사이의 이등분선을 일일이 그어보자.

점을 찍고 점과 점 사이의 이등분선을 그린다

이등분선이 만나는 곳까지는 선명하게 긋고, 그 바깥쪽은 지운다. 형태가 자연과 같이 여러 가지의 다각형으로 나타난다.

이등분선을 깔끔하게 정리한다

주상절리와 주상절리 사이에 기둥 모양을 이루지 않는 용암이 있는 곳도 있다. 아래의 사진과 같은 곳이다. 아래의 기둥 모양을 이루고 있는 용암이 흐른 다음, 기둥 모양이 없는 용암이 흐르고, 그 위를 다시 기둥 모양을 이루는 용암이 흐른 것이다.

주상절리와 주상절리 사이에 기둥을 이루지 않은 용암이 있다

주상절리에는 기둥과는 다른 경사를 이루는 부분도 있다. 전체가 경사가 져 있을 수도, 일부만 경사가 져 있을 수도 있다.

주상절리의 일부가 경사기 지고 휘어져서 나타나는 모양

하나의 용암이 흘러서 생긴 주상절리의 경우에 대개 아래 그림과 같은 얼개로 나타난다

주상절리의 얼개

하나의 흐름에서 상부와 하부는 기둥 모양이고, 중앙부 엔타블러쳐(entarblature)라 불리는 부분은 경사가 져 있으며 기둥의 굵기가 기둥 모양의 것에 비해서 가늘다.

경주 양남에는
 방사형으로 나타나는
 주상절리가 있다

바닷물에 잠겨서 그 내부를 볼 수 없기 때문에 어떻게 이렇게 만들어졌는지를 알 수 있는 길이 막막하고, 아직 연구 중이다.

이 주상절리는
 어떻게 만들어졌을까?

엔타블라쳐 부분일까? 아니면 다른 원인이 있는 것일까? 유추하여 보는 것도 재미있다.

경주 양남의 방사형 주상절리