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 지질테마여행에서는 지구촌 곳곳의 자연유적지를 찾아, 그 속에 숨겨져 있는 지구생성의 역사와 진화의 발자취, 지질학적 의미 등을 소개해 드립니다.
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나이아가라 지역의 지질과 절벽형성

북미대륙의 오대호지방(Great Lakes Region)에는 미시간주를 중심으로 구조적인 분지가 발달한다. 4억 4천 5백만년 전인 오오도비스기에 미시간분지(Michigan Basin)는 따뜻한 지역에 위치했으며 얕은 바다에 덮여 있어 삼엽충, 해백합, 조개, 산호 등이 살았다. 시간이 지남에 따라 환경이 변화함으로 인해 해저에는 다양한 종류의 물질이 퇴적되었다. 부근의 산맥에서 기원한 모래와 점토가 하천에 의해 운반된 경우도 있고, 바다에 살았던 조개나 산호 등 생물의 탄산칼슘 껍질에서 유래한 생물기원 퇴적물도 있다. 이들 외에 단세포생물인 유공충이 만든 탄산칼슘 껍질도 한 몫을 했다. 유공충이 죽으면 껍질이 바닥에 가라앉아서 두꺼운 탄산칼슘퇴적물을 형성했다. 수 백만년이 지나는 동안 압력, 열, 화학반응 등에 의해 모래, 점토, 탄산칼슘의 퇴적층은 암석으로 변하게 되었는데, 모래는 사암으로, 점토는 셰일로 변화하였다. 탄산칼슘은 석회암이 되었는데 마그네슘이 풍부한 경우에는 석회암과 유사한 백운암(dolostone)을 만들었다.


삼엽충 화석

완족류 화석

나이아가라지역의 암석은 후기 오오도비스기 (4억 4천 5백만년 전)에서 전기 실루리아기 (4억 2천만년 전)까지의 2천 5백만년에 걸쳐 형성된 것이다. 지역의 동부에는 대부분 오오도비스기 석회암, 지역의 서부에는 대부분 실루리아기의 백운암으로 구성되어 있다. 미시간해(Michigan Sea)는 지구 역사를 통해 여러 차례 형성되기도 하고 소멸하기도 하면서 여러 지층을 퇴적시켰지만 2억 5천만년 전 바다가 완전히 사라지고 이 지역은 침식을 받기 시작했다.

 
 

나이아가라절벽은 접시모양의 미시간분지(Michigan Basin) 가장자리에 형성된 것이다. 나이아가라절벽의 형성에는 두 가지 원인이 있다. 하나는 연약한 지층위에 단단한 지층이 놓여 있다는 것이고, 다른 하나는 지층이 수평이 아니라 약간 기울어져 있다는 것이다. 셰일이나 사암은 상대적으로 연약해서 쉽게 침식되어 없어지는 반면 석회암은 보다 견고하고 백운암은 이보다 더 단단하다.

나이아가라절벽에서는 석회암, 셰일, 사암층 위에 실루리아기의 백운암이 놓여있다. 첫째 그림에 나타난 바와 같이 연약한 지층은 쉽게 침식되고 상부의 단단한 지층은 침식을 견뎌내며 하부의 지층이 침식되는 것을 막아준다. 둘째 그림과 같이 하부의 연약한 지층이 깎이면 하중에 의해 상부의 단단한 지층이 떨어져 내리기도 한다. 이러한 침식에 의해 절벽의 위치는 그림의 오른쪽(서쪽)으로 이동하며 절벽의 고도는 침식에 의해 증가한다. 침식작용에는 물의 영향이 매우 큰데 나이아가라폭포의 경우 매년 상류쪽으로 1 m 씩 깎이고 있다. 최근의 빙하가 끝난 시점인 10,000년 전에 나이아가라폭포는 강의 하류쪽으로 11 km 위치에 있었다.

 
 
 
 
 
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