독도알아가기_독도의 지질(6/9)

 

독도는 우리나라 동쪽 끝에 위치한 섬으로 동도와 서도 두 개의 섬과 주변의 암초들로 구성된 화산섬이다. 일반적으로 ‘독도’는 여러 차례의 화산활동으로 형성된 거대한 화산체 중에서 해수면 위로 드러난 부분, 즉 동도와 서도를 포함한 30여 개의 작은 암초들만을 일컫는 것이다. 독도와 연결되어 해수면 아래에 잠겨있는 화산체 전체를 명명할 때에는 해저지명의 원칙에 따라 ‘독도해산’이라고 한다. 독도해산은 크게 3개의 봉우리로 구성되어 있는데 이 중 2개는 물속에 잠겨있고, 1개는 정상부가 수면 위로 솟아 있는데 그 섬이 바로 독도이다.

 

독도에서 수면 위로 가장 높게 노출된 서도의 높이가 168m에 지나지 않지만 독도해산의 바닥부분이 약 25㎞, 정상부 폭만 해도 약 13㎞에 달하고 수심도 2㎞가 넘어 독도의 대부분은 물에 잠겨 있다고 할 수 있다.

 

형태적으로 봤을 때 독도는 거대한 기저부와 비교적 넓은 정상부를 가지는 평정해산 위에 소규모로 드러나 있는 일종의 성층화산이라고 할 수 있다. 가장 아래쪽 수심 약 2㎞인 동해 해저 상에는 직경이 약 25~30㎞에 달하는 화산체의 기저부가 형성되어 있다. 이곳에서부터 수심 약 200m까지는 비교적 경사가 완만한 순상화산의 형태를 띠고 있고, 다시 여기에서 수심 약 60m까지는 경사가 2° 미만으로 더욱 완만한 평정해산을 이룬다. 이 평정해산 위에 돌출된 암체가 바로 독도이다. 독도는 조립질의 화산쇄설물로 구성된 암석의 특징상 강도와 밀도가 크지 않아 파랑이나 바람에 의한 침식과 풍화에 약하고 또한 단층선 및 절리의 밀도가 높아 해수 유입에 의한 지속적인 침식을 받아왔을 것으로 생각된다. 독도해산을 포함한 주변의 해산들은 해산이 형성된 이후 해수에 의한 침식과정을 거쳐 정상부가 평탄한 모습의 평정해산(Guyot) 형태를 갖게 되었는데, 이러한 평탄한 정상부의 형태는 해수면 변동과 관련되어 있다는 것을 시사한다.

 

독도에 분포하고 있는 암석을 토대로 조사한 결과 독도는 독도해산이 생성된 후 잔류마그마의 분출로 형성된 것으로 보고 있으며, 플라이오세~플라이스토세 시기에 일어난 알칼리 화산활동에 의해서 형성된 것으로 해석되고 있다. 해수면 상에 드러난 독도의 암상은 7개 내지 8개 층서로 구분되며, 대부분이 화성쇄설암과 용암 및 관입암 등의 화산암들로 구성된다. 이들 암석의 연대측정 결과 대체로 270~210만 년 전 사이에 여러 차례의 화산암류 분출로 형성된 것으로 해석된다.

 

현재 독도의 암상을 통해 형성과정을 유추해보면 크게 몇 단계로 구분할 수 있다. 초기 단계는 해수면 아래에서 분출이 일어났던 시기로 하부의 괴상응회각력암과 조면안산암이 생성되었으며 응회암층인 상부층과 부정합 관계에 있기 때문에 상당한 시간적 간격을 두고 형성되었을 것으로 추측된다. 2단계에는 독도해산이 수면 가까이에서 폭발적인 분출이 있었으며 수면 위로 완전히 상승한 후 대기 중 용암 분출 및 화성쇄설성 분출이 나타나는 단계이다. 이 때 층상라필리응회암과 층상응회암이 형성되었다. 3단계는 폭발적 분출이 조용한 분출로 전환되면서 조면안산암질 용암이 분출되는 단계이다. 4단계는 해수가 유입되거나 화산 자체에 비축된 폭발력에 의해 막혀있던 화구에서 수증기 마그마성 폭발이 발생한다. 이때 먼저 분출된 용암의 파편과 마그마 화구를 메운 암석에 의해 다양한 암편들이 형성되는데 스코리아성 층상라필리응회암이나 이후 폭발력이 줄어들면서 분출된 조면암질 용암이 바로 그것이다. 5단계에서는 화구주변에 발달한 단층이나 절리를 따라 조면암의 관입이 나타난다. 마지막 단계에서는 화산활동이 멈춘 이후 파랑의 침식에 의해 독도해산의 상부 대부분이 침식되어 평탄한 형태를 띠고 이후 해수면 상승에 의해 현재와 같은 형태로 남게 되었다.

현재 해수면 위의 독도는 장경이 약 2.5㎞, 단경이 약 1.5㎞인 독도칼데라 외륜부의 남서쪽 잔류체로 생각된다.

 

독도와 울릉도의 화산암은 동일한 알칼리 계열의 조면암으로 구성되어 있고 동위원소도 일치하므로 동일한 기원물질로부터 유래된 것으로 생각된다. 하지만 해수면 위의 독도가 270~210만 년 전에 형성된 반면 울릉도는 140~1만 년 전에 형성되어 독도가 약 200만년 정도 먼저 형성된 것으로 알려졌다. 일각에서는 울릉도와 독도해산을 포함한 그 연장선상에 있는 해산들의 선상배열, 지형적 특성, 암석학적 특성 등을 근거로 열점 활동의 산물로 추정하기도 하나 이에 대한 보충 연구가 필요하다.

 

 

독도에서는 수중 및 대기 중 분출로 생긴 폭발성 화성쇄설암, 용암분출암, 관입암 등 다양한 화산암류들이 수차례 반복되는 분출윤회가 관찰되는데 현재 3개의 용암층을 기준으로 최소 3회의 분출윤회를 확인할 수 있다. 이렇듯 섬 전체가 화산암과 화산쇄설성 퇴적암류로 구성되어 있다. 독도와 주변 암초들에서 관찰되는 화산암류는 생성 시기를 기준으로 하부조면암 용암, 괴상 응회각력암, 층상 라필리응회암 및 응회암, 조면안산암 용암, 스코리아성 라필리 응회암, 상부조면암 용암, 조면암 관입체, 조면암 암맥, 열극충진각력암으로 분류할 수 있다. 이들은 지하 심부의 마그마가 지표로 분출되어 용암으로 냉각·고결되거나 기존 암석을 관입하여 형성된 것으로 규모나 모양에 따라 관입체 혹은 암맥으로 산출된다. 마그마가 내부의 유체 혹은 외부 물과의 반응에 의한 압력 증가로 폭발하게 되면 폭발성 화산물질이 생성되는데, 크기와 모양에 따라 화산회, 라필리 혹은 각력을 이루며 이들이 고화되어 암석화되면 각기 응회암, 라필리 응회암 혹은 각력암이 된다. 독도를 형성한 마그마는 용암, 응회암, 관입암 등 다양한 화산활동의 특성을 보여준다.

 

출처 : 한국민족문화대백과사전