실험 퇴적을 중심으로 자생적 프로세스 영향에 따른 선상지의 층서 발달 연구

국문 초록 (Abstract)

기존의 퇴적학자들은 지진, 홍수, 해수면 변화, 지반 침강 등에 의해 나타나는 타생적 제어요소(allogenic controls)만 크고 규칙적인 변화를 야기하여 층서에 유의미한 변화 양상을 보인다고 여겨져 왔다. 반면, 수로의 이동(river avulsion), 삼각주 말단 돌출부의 이동전환(lobe swiching) 등의 퇴적 시스템 내의 고유 과정에 따른 변화인 자생적 프로세스(autogenic process)에 의한 층서 변화는 작고 불규칙적인 변화로 잡음(noise)으로 여겨졌다. 하지만, 최근 실험 및 모델링 연구에 따르면, 자생적 프로세스도 크고 규칙적인 흔적을 남길 수 있다고 밝혀졌다. 따라서 본 연구는 선상지에 나타나는 자생적 프로세스에 관해 분석한 뒤, 자생적 프로세스에 의한 층서 기록과 상부 경계 조건과의 관계에 대해 분석하고자 한다. 상부 경계 조건인 퇴적물의 유입 비율과 유량을 다르게 설정한 6개의 실험 환경을 조성하였다. 실험이 진행됨에 따라 연속적으로 촬영한 이미지를 사용하여 선상지의 크기 변화와 하천 형태 변화를 측정하였다. 퇴적물의 유입 비율이 증가하고, 유량이 감소함에 따라 선상지의 크기 변화 및 하천 형태 변화의 자생적 프로세스의 주기가 감소한다. 또한 성장한 선상지의 단면을 통해 층서 발달을 대변하는 입도 변이대(grain-size transition)는 자생적 프로세스에 의해 갈지자형 형태를 보이며, 상류 경계 조건에 따라 그 크기와 빈도가 다르게 나타난다. 입도 변이대의 빈도는 주로 퇴적물의 유입 비율과 선상지의 기울기 변화폭, 그리고 수로의 두께에 의해 결정된다. 퇴적물의 유입비율이 증가할수록 단기적인 퇴적물 저장 공간(fluvial envelope)에 퇴적물이 빨리 채워지기에 전체적인 층서의 자생적 프로세스의 시간은 짧아진다. 또한 유량이 증가할수록 수로가 넓게 형성되는 경향을 보여 층서의 자생적 프로세스의 시간이 길어진다. 결과적으로 본 연구는 자생적 프로세스에 의해 기록된 층서 변화의 이해를 넓히고, 이를 활용하여 경계 조건을 유추할 수 있는 도구로써 활용하고자 한다.