화산 분출물

 화산활동은 고체, 액체 및 기체로 되어 있는 고온의 마그마가 지구 심부에서 지표 밖으로 나오는 모든 현상을 말한다. 화산이 활동할 때는 고온의 가스나 용암뿐만 아니라, 고체 상태의 막대한 양의 화산쇄설물을 분출한다.



1. 용암

  마그마가 액체 상태로 지표에 흘러나온 물질을 용암이라고 한다. 용암의 온도는 화학조성과 가스의 함량에 따라 다른데, 보통 800℃ 내지 1200 ℃ 정도이다. 예외가 있기는 하지만 일반적으로 현무암과 같은 암석을 만드는 염기성 용암은 대체로 온가가 높다. 용암의 유동성은 화학조성, 온도 등과 같은 여러 요인에 의해 지배되는 데, 가스가 많이 녹아 있는 용암은 온도가 700 ℃  정도까지 내려가도 흐를 수 있다, 현무암질 용암은 완만한 경사를 따라 먼 거리까지 흘러 내려가 넓고 평탄한 현무암 대지를 흔히 만든다.

  현무암질 용암은 굳어지지 직전에 용암 표면의 상태에 따라 두 가지로 구분된다, 하나는 괴상용암이고, 다른 하나는 새끼 모양의 로피용암이다. 이들 명칭은 하와이에서 유래된 것으로 각각 아아 용암과 파호에호에 용암이라고 한다. 

  한편, 규산질 용암은 액체일 때라도 처음부터 점성이 매우 높아 멀리 흘러내리기 전에 굳어 두꺼운 혀 모양의 암체로 된다.

  파호에호에 용암이 바다나 호수 또는 하천으로 흘러들어 가면 물과 만나 갑자기 식으면서 베개 모양의 베개용암이 만들어지기도 하며, 해양저 해령부근에서는 베개 용암이 많이 관찰된다. 또한, 용암류는 흘러갈 때, 표면과 내분의 식는 속도가 달라, 내분의 고화되지 않은 용암은 흘러 내려 터널 모양의 빈 공간이 만들어진다. 이것을 용암동굴이라고 한다. 제주도는 여러 개의 용암 동굴이 발달하여 있으며, 그 중 만장굴은 세계적으로 유명한 용암 동굴이다.

 현무암이나 안산암에는 주상절리가 많이 발달한다.

 지표에는 막대한 양의 현무암질 용암이 분포하여 대지 지형을 만들 곳이 많다. 물론 해양저는 해령에서 막대한 양의 현무암질 용암이 흘러나와 해양저를 이루고 있다. 육지에서 용암대지를 이루고 있는 곳은 미국의 오레곤주와 워싱턴주에 걸쳐서 발달해 있는 콜롬비아 대지와 인도의 데칸고원 등이다. 달 표면의 바다라는 곳도 많은 양의 현무암질 용암이 덮고 있다.



2. 화산 쇄설물

  화산 쇄설물은 화산 폭발과 충격파 및 가스의 침식으로 조각난 화산 방출물로서, 그 기원에 따라 세 가지로 분류된다,

 

 (1) 본질(essential): 분출하는 용암류와 같은 용암의 것.

 (2) 유질(accessory) : 분출하는 용암류와 기원이 다른 것. 즉, 이전에 분출하였던 용암 및 화산쇄설물이 파편으로 된 것.

 (3) 이질(accidental) : 화산활동 이전의 기존암에서 나온 지각 구성암이 파편으로 된 것.



  화산 쇄설물은 여러 가지의 화학성분이 있다. 전체적인 분출량으로 볼 때, 현무암질 용암에서보다 휘발 성분이 많고, 점성이 높은 유문암이나 데사이트질 용암에서 더 잘 나타난다. 그 까닭은 현무암질 용암은 점성이 낮아 화산이 활동할 때, 마그마에서 휘발 성분이 쉽게 방출되기 때문이다. 

  화산 쇄설물은 암편 또는 입자의 크기에 따라 분류된다. 직경이 1/16mm 이하의 세립은 화산진, 1/16 mm~2mm 정도의 입자는 화산재라고 한다. 2 mm~64mm 크기는 화산력이라고 하고, 64mm 이상의 것 중에서 모가 난 것을 화산암괴, 둥근 것을 화산탄이라고 한다. 화산탄은 야구공 또는 농구공 크기에서 직경이 수 미터에 이르는 것이 있으며, 타원형, 원반형 및 불규칙형 등, 모양과 크기가 다양하다. 100톤이나 되는 암괴가 격렬한 분출로 화구에서 10km 이상 날아간 예도 있다. 화산재와 화산진은 대류권 상부까지 올라가고, 엄청난 거리까지 날아간다. 1980년에 미국의 세인트 헬렌스 화산이 활동했을 때는 화산진이 2주 동안이나 전 세계로 퍼져 나간 것이 인공위성에서 탐지되었다. 이와 같은 화산분출물은 기후변화에도 영향을 주고 있다.

  화산쇄설물은 대부분이 화산 가까이에 떨어져 싸여 퇴적층을 만든다. 쇄설물이 쌓일 때 암편들은 서로 교결되어 암석으로 된다. 화산 쇄설성 퇴적물은 퇴적암처럼 매우 다양하고, 이들 사이에는 유사점이 많으며, 화구 주변에서는 여러 퇴적구조가 발달한다. 화산 쇄설성 퇴적물은 퇴적물이 쌓일 때와 마찬가지로 굵은 암편이 먼저 가라앉고, 그 위에 좀 더 세립의 쇄설물이 퇴적되므로 화산퇴적층은 흔히 점이층리를 나타낸다. 화산층은 분화구에서 멀어질수록 입자가 작아지는 측방 분급을 보여 준다. 쇄설물이 낙하할 때 부는 바람과 화산분출물의 격렬한 방사상의 확산으로 사구와 사층리도 형성된다,

  화산쇄설물은 고온의 가스와 함께 방출되면 그 입자들은 쌓인 후에도 고온을 유지하고 있어 물렁한 상태에서 굳어지거나 서로 밀착되어 마치 용암이 식어서 만들어진 유문암과 같이 보이기도 한다, 이것을 용결응회암 또는 이그님브라이트라고 한다. 

  한편 화산쇄설물은 굳어져서 여러 종류의 화산암류를 만드는데, 쇄설물이 화산재처럼 작은 암편으로 구성된 것을 화산응회암이라고 하고, 큰 암편으로 된 것을 화산각력암 또는 집괴암이라고 한다.



3. 화산 가스

  화산이 활동할 때는 많은 양의 가스를 품어내는 데, 가스의 대부분은 수증기이다. 수증기의 대부분은 지하수나 화구호수 및 해수와 같은 표층수가 섞인 것이다. 수증기는 이와같이 외래기원의 것이 있으나, 지각 내부에서 수소와 산소가 화합하여 생긴 물이 수증기로 분출되기도 하는데, 이와 같은 물을 초생수 또는 처녀수라고 한다. 외래성의 물이 저온에 의해 가열되어 발생하는 폭발을 수증기 폭발이라고 한다. 

  그 밖의 소량의 수소, 일산화탄소, 황 및 염소 등이 있다. 황화수소, 염산, 황산, 철, 칼륨 및 금속의 휘발성 염화물로 된 여러 화합물도 분출한다. 황과 염화물은 종종 식은 암석의 표면에 침전되기도 하며, 염소의 일부는 바다 소금의 근원이 된다.