Research Article

Journal of the Korean Geographical Society. 31 December 2022. 583-593
https://doi.org/10.22776/kgs.2022.57.6.583

ABSTRACT


MAIN

  • 1. 서론

  • 2. 연구 지역

  •   1) 연안 환경

  •   2) 해안 지형

  • 3. 해안단구의 분포 및 퇴적상

  •   1) 공간적 분포

  •   2) 퇴적상

  • 4. 연대 측정

  •   1) 시료 채취

  •   2) 분석 및 결과

  • 5. 토의

  •   1) 해안단구 형성 시기

  •   2) 서해안 지역 최종 간빙기 해안단구의 발달

  • 6. 결론

1. 서론

해안단구(marine terrace)는 과거 파랑의 침식 및 퇴적 작용으로 형성된 평탄면이 육화되어 잔존하는 과거 해수면의 육상 기록이다. 분포 고도가 높은 해안단구일수록 형성 시기가 오래된 것이라는 점에서 해안단구의 발달은 전지구적 해수면 변동과 지역의 지각 운동의 상호 작용으로 이루어지는 것으로 이해된다. 따라서 해안단구 연구는 과거 해수면의 변동 상황1)을 파악하고 지역의 지각 운동 특성을 분석하는데 유용하다. 다만, 해안단구 연구를 통해 지역의 지각 운동 특성을 파악하기 위해서는 단구면 상에 나타나는 구정선(paleo-shoreline) 고도 정보와 단구면의 형성 시기, 형성 당시의 해수면 고도에 대한 정보가 필수적으로 요구되기에, 과거 해수면 변동과 지각 운동의 특성 분석이라는 두 가지의 연구 목표는 동시에 달성되기 어려운 측면이 있다. 그럼에도 불구하고 비교적 광범위한 지역에 걸쳐 해안단구의 분포와 형성 시기를 파악하는 작업이 이루어질 경우 해안단구의 지층서(stratigraphy) 수립을 통해 지역 간 대비가 가능하며, 이를 통해서는 지역적 지각 운동 특성을 넘어 지역 간 제4기 지각 운동의 양식(mode)과 변형률(strain rate)을 산출하는 것도 가능해진다(윤순옥 등, 2016; 박충선 등, 2017).

우리나라는 동해안 전 지역에 걸쳐 해안단구 발달이 뚜렷하며 이에 일찍이 많은 연구가 이루어져 온 반면 서해안과 남해안의 지역에서는 그 연구 성과가 충분치 못하다. 동해안에 비해 서・남해안에서 연구가 적은 것은 연구의 대상지로 삼을만한 특징적인 해안단구의 분포와 발달이 미약하기 때문이며, 이는 조차가 큰 해안 환경, 해안을 따라 연속적으로 나타나는 하구역 및 연안 지형의 발달, 과거 해안선의 위치와 형태가 현재와 상이할 수 있다는 점 등에 크게 기인하는 것으로 생각된다(신재열・홍성찬, 2018; 윤순옥 등, 2015). 그러나 최근 서・남해안의 해안단구를 대상으로 새로운 연구 성과들이 보고되고 있으며(양동윤 등, 2016; 신재열・홍성찬, 2018; 신재열 등, 2019, 2020; 신재열 등, 2021), 특히 지역적 연안 환경 특성에 기인하여 형성된 다양한 기원과 형태의 고(paleo) 해안 지형에 대한 사례들이 보고되고 있어 서・남해안 해안단구 연구의 폭이 확대되어 가고 있다. 본 연구는 전라남도 해남군 화원면 구림리 일대에 분포하는 해안단구의 분포 양상을 파악하고 형성 과정과 형성 시기를 추론하는데 그 목표를 두고 있다.

2. 연구 지역

연구 지역은 한반도 서・남해안에 위치하는 전라남도 해남군 화원면 구림리 일대이다(그림 1). 서・남해안 지역 중에서도 다도해 경관이 탁월한 지역이며 해안선 만곡이 심하다. 큰 조차로 인해 내만에서는 간석지가 넓게 발달하지만 현재는 영암호와 금호호 등이 조성되어 일대의 간석지가 상당 부분 사라진 상태이다. 내만의 중앙으로는 남북 방향의 주조류로가 수심이 최대 20m로 깊게 발달하며 밀물과 썰물이 남북 방향으로 드나든다(국립해양조사원 해양정보서비스). 구림리는 화원 반도로 불리는 해남군 북서부에 길게 돌출된 곶의 북동부 내만에 위치한다. 내만의 동쪽으로는 방조제 및 산업 단지의 건설로 해안 인근의 원지형의 훼손되었지만 화원 반도의 연안을 중심으로는 해식애, 육계사주와 같은 해안 지형이 잔존해 있다. 화원 반도 일대에서 비교적 높은 고지들로는 매봉산(247.7m), 운거산(318m), 지령산(294m) 등 이며, 그중에서도 큰봉산(199.5m) 자락을 따라 구림리의 마을이 형성되어 있다. 구림리 일대는 산지와 해안 사이의 거리가 좁게 발달하는 편이다. 연구 지역은 뒷동산(40.2m)으로부터 북쪽으로 약 1.5km의 육지 및 연안 지역을 포함한다. 지역의 해안선은 하천과 사면 작용에 의한 퇴적물의 공급으로 크고 작은 만곡이 확인된다. 또한 산지 곡구를 따라 해안으로 유입되는 하천 하구에는 소규모의 삼각주가 형성되어 있다.

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그림 1.

연구 지역의 위치 및 지형 개관(구글어스 및 국토지리정보원)

연구 지역 일대에는 중생대 백악기 화산 활동에 따라 관입 및 분출된 유문암 및 유문암질 응회암을 비롯한 화산쇄설성 퇴적암류들이 넓게 분포하고 있다. 이 퇴적암류들은 일성산층으로 불리우며 주로 화산 물질에서 유래된 것으로 세립질의 자홍색 지층과 수 mm에서 수 cm 크기의 역 또는 화산력을 포함하는 조립질의 담회색 지층을 포함한다. 이 퇴적암류들 내에는 응회암질 사암과 셰일 등이 부분적으로 협재되어 있으며 유문암 등의 화산암류에 의해 피복되어 있다(김유홍 등, 2014).

1) 연안 환경

연구 지역 일대의 연안에서는 저조위 해안선 경계 부근에서 연안류의 흐름에 따라 발달하는 연안 사주를 비롯하여, 내만에 위치한 작은 섬과 육지를 연결 시켜주는 육계 사주, 무명의 하천 하구를 따라서 형성된 소규모의 삼각주와 같은 다양한 해안 지형이 발달하고 있다(그림 2-b와c). 구림리의 연안에서는 저조위 시 드러나는 폭이 250m에 달하는 넓은 조간대가 발달하는데, 전체 조간대 중에서도 고조위 해안선으로부터 평균 80m 내외의 폭으로는 자갈의 분포가 우세한 역질 조간대가 발달하고 있다. 이는 내만에 발달하는 큰 갯골을 따라 조류가 이동하다 보니 육상과 맞닿는 조간대 상부로 올라올수록 에너지 분급이 커짐에 따라 퇴적물의 구성이 다양해지는 특징을 보이며 이러한 해안 환경과 더불어 주변 산지와 해안과의 거리가 인접하다는 점과 화산암질 기반암이 분포한다는 점이 역질 조간대의 발달에 영향을 주는 것으로 판단된다. 조간대를 구성하는 역은 주로 잔자갈 내지 왕자갈의 아원력 내지 아각력들로 이루어져 있다. 한편, 이러한 역질 퇴적상 내에서 일부 실트 내지 점토로 확인되는 층이 협재되어 있는데, 이는 조간대 내에서 에너지 분급이 다양함을 암시하고 있다(그림 2-d).

연구 지역 일대를 흐르는 곡의 하구에서는 저조위 때 육상으로 드러나는 폭이 100m, 너비 200m 내외의 소규모의 삼각주가 발달하고 있다. 삼각주를 구성하는 퇴적물은 잔자갈 내지 왕자갈의 아원력 내지 아각력 위주의 역들로 이루어져 있어 연구 지역을 따라 발달하는 상부 조간대의 역질 우세 퇴적상과 유사하다. 이러한 지형의 발달은 산지와 인접한 해안의 곡구를 따라 다량의 퇴적물이 공급되어 발달하고 있다는 점에서 선상지성 삼각주로 판단된다(그림 2-e).

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그림 2.

연구 지역 일대 해안 지형(a: 연안 조간대, b: 육계사주, c: 저조위 때의 해안선을 따라 발달한 연안 사주, d: 역질 우세의 상부 조간대의 모습, e: 상부 조간대와 고조위로부터 ~4m 고도에 분포하는 해성 평탄면)

2) 해안 지형

1976년 항공사진은 구림리 일대의 과거 지형 발달 모습을 잘 보여준다(그림 3). 항공사진에서는 해안선의 만곡 형태, 하천을 따라 발달하는 소규모의 범람원과 선상지성 삼각주의 발달, 현 해안선을 따라 뚜렷하게 인지되는 단애의 분포 등이 잘 나타난다. 특히, 해안선을 따라서는 현 해안선과 평행하게 발달하는 단애들이 연속적으로 분포하는 모습이 확인된다. 이에 지형 단면 및 고도 변화를 살펴보기 위해 항공사진 기반의 DSM(Digital Surface Model) 이미지를 구축한 결과, 해안을 따라 수직의 단차가 뚜렷히 발달하는 것이 확인되며, 단애의 상위로 낮은 경사를 가지는 면이 평탄하게 이어지고 있다(그림 3-a).

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그림 3.

연구 지역의 과거 모습(1976년)(a: 연구 지역 일대의 DSM 이미지, 해안을 따라 해안선에 평행한 모습의 수직 단애의 발달이 특징적이다, b: 구림마을 하구부 연안 삼각주의 발달 모습.)

종단면도 상에서는 해안에서 산지 방향으로 수직적인 고도 변화가 뚜렷히 나타나는 급경사면이 총 2개 지점에서 나타난다(그림 3-a). 첫 번째 급경사면은 해발고도 5~15m, 두 번째 급경사면은 해발고도 20~25m 고도에 위치한다. 첫 번째 급경사면의 해안쪽으로는 0~5m까지 가파른 경사를 보이는 조간대 상부의 육상 일부 지역이 나타나는데, 이는 현재 조간대와 연속적으로 발달하고 있다. 이는 해상도 문제로 종단면도 상으로는 단차가 표현되지 않으나, 추후 야외조사 결과를 종합할 때 조간대 상위에 발달하는 해안단구 제1면의 기복이 표현된 것으로 판단된다. 한편, 급경사면에서는 현재 지형 및 항공사진에서 관찰되는 것과 같이 단애의 모습이 잘 관찰되고, 단애의 상위면 또한 넓고 경사가 완만하게 발달하는 것이 잘 나타난다. 두 번째 급경사면은 도로의 주변으로 단차를 이루며 발달하고 있다. 첫 번째 경사 급변점에 비해 단애의 발달이 미약하고 배후에 나타나는 평탄면의 폭도 좁다. 배후 사면과 가까이 있다는 점에서 배후로부터 공급된 사면 퇴적물에 의해 지형면의 교란 가능성이 있어 단애의 발달이 뚜렷하지 않은 것으로 판단된다.

3. 해안단구의 분포 및 퇴적상

1) 공간적 분포

연구 지역에서 확인되는 해안에 연하여 발달하고 있는 단애, 그 단애의 상부가 평탄면이라는 점, 수직적으로 단차를 달리하며 분포한다는 점 등은 후술하게 될 퇴적상과 더불어 분포하는 지형면들을 해안단구로 판단 가능케 한다. 해안단구는 낮은 고도에서부터 오름차순으로 제1면과 제2면으로 각각 이름을 부여하였다.2) 해안단구 지형 분포도는 그림 4와 같다.

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그림 4.

연구 지역 일대 해안단구 분포도

해안단구 제1면은 고조위 기준3) 3~5.5m 내외에 분포한다. 구림마을을 지나는 무명천의 하구부를 중심으로 해안을 따라 연속적으로 분포하고 있으나 그 중 전형적인 제1면의 모습은 구림마을 하구부 일대의 육상 지역에서 발견된다. 단애의 배후에는 단구면이 평탄하게 발달하고 있으며 노두에서는 해안 방향으로 중첩와상구조를 보이는 아원력 중심의 퇴적층이 발견된다. 한편, 구림마을 일대에서는 단구면의 폭이 약 최대 90m인데 반해 남쪽으로 이어지는 내만을 따라서는 단구면이 5~10m 내외의 좁은 폭으로 발달한다. 내만을 따라 분포하는 제1면의 분포 고도는 고조위 기준 3~4m 내외로 확인된다(그림 5).

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그림 5.

해안단구 제1면과 제2면의 전경(b: 단구면과 단구애의 발달 모습, c: 제1면의 고조위로부터 분포 고도)

연구 지역의 남측 해안을 따라서는 해안단구 제1면과 나란히 분포하는 해안단구 제2면이 확인된다. 단구면의 외측 경계는 지점마다 그 비고를 달리하며 분포하는데 낮은 곳은 고조위 해안선으로부터 5~13m까지 다양한 고도를 보여주고 있다. 단애가 가파르게 형성되어 있고 단구애의 위로는 비교적 넓은(최대 약 60m) 평탄면이 이어진다. 분포 고도는 지점에 따라 고도가 낮게 발달하는 곳에서는 6~13m, 높게 발달하는 곳에서는 13~15m로 확인된다. 해안단구 제2면에서는 기반암을 포함한 퇴적상을 보여주는 노두가 관찰된다(그림 6). 기반암은 경사급변점을 가지며 해안에서 육지 방향으로 경사를 이루며 발달한다. 기반암의 형태와 지표 기복으로 미루어 보아 이 경사급변점 구간이 해안단구 제2면의 내측 경계일 것이라 추측되며, 그 고도는 고조위 기준 약 10m이다. 기반암과 부정합면을 이루는 상위 퇴적층은 사면층에 의해 피복되어 있으며, 아각력 위주의 띠 형태로 협재하기도 하지만 퇴적층의 교란이 심한 상태이다. 제2면의 지표 최상부는 현재 농경지로 쓰여지고 있다.

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그림 6.

해안단구 제2면의 전경과 퇴적상

2) 퇴적상

연구 지역의 해안을 따라서 해안단구 제1면의 퇴적층은 여러 지점에서 확인되며 다양한 퇴적상을 관찰할 수 있다. 그 중 연대 측정용 시료를 채취한 두 지점(노두 A와 노두 B)의 퇴적상에 대해 상세히 서술하고자 한다.

노두 A는 구림 마을을 따라 흐르는 곡의 하구부에서 발견된다(그림 7). 이 지점에서 퇴적층의 층후는 최대 2.5m이며, 일부 왕자갈급의 역이 협재하기도 하나 대부분 잔자갈급의 역이 우세한 역지지성의 퇴적상을 특징적으로 보이고 있다. 주로 아원력 내지 아각력으로 구성된 이 역층은 수직 단면상 지표에 가까워지며 상향 세립화하는 경향을 띤다. 기질은 사질~사질 실트가 주를 이루고 있다. 역에서 풍화각은 발견되지 않으나 해머로 쳤을 때 쉽게 부서져 풍화도가 다소 높은 것으로 판단된다. 퇴적층 내 역의 배열은 장축이 해안선에 사교하는 방향으로 집중되는 중첩와상구조를 보이고 있으며, 역들간의 치밀도과 고결도는 높지 않은 편이다. 전체 퇴적층 내 지표로부터 1m 심도에서는 약 50cm 두께의 실트질층이 협재하여 발달하고 있다. 이 황색의 실트질층은 고결도와 치밀도가 낮다.

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그림 7.

노두 A에서의 시료(GR-1N) 채취 지점과 퇴적상

(대체적으로 아각력~아원력 중심의 역지지성 퇴적상을 보이며, 층리와 분급이 양호하다.)

노두 B는 노두 A에서 남쪽 내만을 따라 200m 떨어져 위치한다(그림 8). 이 지점은 현재 최고고조위 수면에 맞닿는 곳으로 상시적인 해안 침식에 따라 수직 단면이 자연 노출되어 있다. 해안을 따라 약 40m 구간에서 층후 2m 내외의 퇴적층이 노출되어 있으며, 하부로 퇴적층과 기반암과의 경계는 관찰되지 않는다. 이 지점에서는 실트에서 왕자갈급의 역까지 다양한 입도를 가지는 퇴적물들이 층상으로 나타나며, 퇴적상에 따른 5개의 층준으로 구분된다. 노두의 수직 단면상 아래로부터, Unit 1은 현재 수면이 닿지 않는 지표 하 심도 약 1m의 소규모 시추를 통해 확인한 층으로 주로 실트로 이루어져 있으며 왕자갈급 역이 드물게 협재되어 있다. 토색은 적갈색을 띠며, 협재된 일부의 역은 아각력~아원력의 원마도를 가진다. 지표하 심도 1m에서도 기반암과의 경계는 확인되지 않는다. Unit 2는 층후 50cm의 역질 우세의 퇴적상을 보이고 있다. 분급이 좋진 않지만 대체적으로 상향 세립화하는 경향이 확인된다. 잔자갈급 역이 우세하며 아각력 내지 아원력들로 구성되어 있다. 역은 해머로 쳤을 때 쉽게 깨지는 정도로 풍화가 진행되어 있다. 퇴적층의 고결도와 치밀도는 비교적 높은 편이다. Unit 3은 Unit 2와 Unit 4 사이에 렌즈상으로 끼어있는 갈색의 실트층이다. 수직 쐐기 형태의 퇴적 구조가 발달하기도 하며, 퇴적층 내 역은 거의 관찰되지 않는다. Unit 4는 실트를 중심으로 구성된 층후 40cm의 층준으로, 갈색 토색을 띠는 Unit 3과 다르게 황색의 토색을 띠고 있어 층이 구분이 비교적 명확하다. Unit 2와 Unit 3 에 비해 퇴적층의 고결도와 치밀도는 낮은 편이다. 실트층 내에는 일부 역들이 분포하고 있으며, 층리는 거의 발달하지 않는다. Unit 5는 각력질의 잔자갈급 역이 주를 이루며, 기질은 사질 및 실트질 사질로 이루어져 있다. 퇴적층의 분급이 불량하며 괴상으로 퇴적되어 있다. 토색은 황갈색을 띠며, 퇴적층의 고결도와 치밀도가 매우 낮은 편이다.

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그림 8.

노두 B에서의 시료(GR-1S, GR-2S) 채취 지점과 퇴적상

전체적으로, 노두 A에서 나타나는 역질 우세의 퇴적층은 같은 지점 현재의 해안 퇴적물 구성과 매우 유사한 것으로서 특히 중첩와상구조와 상향 세립화하는 경향성 등은 해성 기원의 퇴적상임을 나타내는 것으로 해석된다. 노두 B 지점에 있어서도 하부의 Unit 1과 Unit 2, Unit 3은 구성 물질과 퇴적상에 근거해 해성 기원의 퇴적층으로 판단되는 한편 Unit 4와 Unit 5는 고결도와 치밀도가 낮고 각력질 중심의 역이 괴상으로 퇴적되어 있다는 점에서 육상 환경에서 퇴적되거나 또는 배후 사면으로부터 공급된 물질이 피복하며 형성된 것으로 판단된다.

4. 연대 측정

1) 시료 채취

시료 채취는 해성 기원으로 추정되는 역질 퇴적층이 교란 없이 잘 보존되어 있는 해안단구 제1면 퇴적층을 대상으로 하였다. 노두 A와 노두 B를 대상으로 총 3점의 광여기 루미네선스(Optically Stimulated Luminescence, OSL) 연대 측정용 시료를 채취하였다.

노두 A에서는 퇴적층 내 하부 역층에서 하나의 시료(GR-1N)를 채취하였다(그림 7). 노두 B에서는 5개 층준 가운데 Unit 1과 Unit 2에서 각 1개의 시료를 채취하였다. Unit 1(GR-1S)은 실트질 퇴적물로 파이프를 이용하여 시료 채취를 진행하였다(그림 8). 시료를 채취한 후 파이프의 양측을 밀봉하였으며, 실험 시에는 햇빛이 닿지 않은 안쪽 시료만을 사용하였다. Unit 2(GR-2S)와 노두 A의 하부 역층(GR-1N) 시료는 역지지성 퇴적물로 일반적으로 이용되는 파이프를 이용한 연대 측정이 불가능하여 암석 표면 연대 측정 방식을 적용하였다(홍성찬, 2016; 신재열 등, 2019). 시료 채취 시에는 햇빛에 시료가 노출되는 것을 막기 위해 암막을 이용하여 햇빛과 주변의 광원을 모두 차단한 후 채취하였다.

2) 분석 및 결과

해안단구 제1면에서 채취한 시료 중 GR-1S와 GR-2S 시료는 최정헌 등(2004)의 방법에 따라 시료 채취 및 전처리하여 90-250μm의 석영을 대상으로 청색 광원 여기 루미네선스(BSL) 연대 측정을 실시하였다. 그러나 두 시료 중 GR-2S는 연대가 포화되어 GR-1N시료와 함께 연대 측정 상한이 높은 post-IR IRSL 실험법을 적용하였다. post-IR IRSL 연대 측정법은 석영이 아닌 장석을 이용하는 연대 측정법으로 Thomsen et al.(2008)에 의해 제안되었다. 이는 50°C에서 일반적인 IRSL 측정 후 50°C 보다 높은 온도 조건에서 다시 IRSL을 측정하는 과정을 통해 비정상적 감쇠 현상(anomalous fading)이 나타나지 않는 IRSL 신호를 얻을 수 있다는 점을 활용한다. 따라서 post-IR IRSL 연대 측정은 기존의 IRSL 연대 측정법과 같이 10만 년 이상의 오래된 퇴적물을 대상으로 할 수 있는 장점과 함께 감쇠 정도를 보정할 필요가 없다는 장점을 가진다(신재열 등, 2021).

등가선량(equivalent dose)의 측정은 한국기초과학지원연구원의 OSL/TL 측정 장비(Risø DA-20)를 이용하여 실시되었으며, 연간선량(dose rate)의 측정 역시 한국기초과학지원연구원의 감마선 검출기(HPGe Gamma-ray detector)를 이용해 시료 내 방사선 동위원소의 함량을 측정하여 계산하였다.

연대 측정 결과(표 1), 구림마을 하구부의 해안단구 제1면(노두 A)(GR-1N)에서 얻은 연대값은 130.35±24.03ka이며, 이 지점으로부터 남쪽으로 약 200여 m 떨어진 제1면(노두 B)(GR-1S와 GR-2S)로부터 얻은 연대는 노두 수직 단면의 아래로부터 각각 100.17±8.39ka와 119.77±27.79ka가 산출되었다.

표 1.

OSL 및 IRSL 연대 분석 결과

 시료 번호 분석 방법 n/N 등가선량(Gy, ±SE) 연간선량(Gy/ka) 연대(ka, ±SE)
GR-1S OSL 12/12 252.69±20.12 2.52±0.06 100.17±8.39
GR-2S pIR-IRSL 8/12 480.39±33.89 4.01±0.07 119.77±27.79
GR-1N pIR-IRSL 12/12 585.14±107.18 4.49±0.09 130.35±24.03

5. 토의

1) 해안단구 형성 시기

연구 지역 일대의 제1면과 제2면은 단구면과 단구애의 비교적 명확한 형태, 해안(선)을 따라 평행하게 발달하는 분포적 특징, 과거 조간대 상 조류와 파랑의 영향을 받은 것으로 해석되는 퇴적학적 특징들에 근거해 해안단구 지형으로 판단된다. 특히 연구 지역 일대는 산지와 해안 간 거리가 짧고 지역에 분포하는 암상적 특성에 기인해 조간대 상부로는 역질이 우세한 퇴적 환경을 보이는데, 해안단구 제1면의 퇴적상 역시 이와 매우 유사한 상태로 확인된다는 점에서 이들 퇴적물의 기원과는 무관하게 이들 역질 단구 퇴적층은 과거 해성 작용에 의한 (재)퇴적 작용을 받아 형성된 것으로 해석된다.

해안단구 제1면의 고도는 지역의 약최고고조위 기준 3~5.5m, 제2면은 6~15m에 분포하고 있다. 이 중 구림마을 하구부에 발달한 제1면(노두 A, GR-1N)에서 얻은 연대측정 결과는 약 13만 년 전으로 확인되며, 이는 최종 간빙기 극성기(MIS 5e) 시기에 잘 대응된다. 내만을 따라 남쪽 약 200여 m 떨어진 지점의 또 다른 제1면(노두 B)(GR-2S와 GR-1S)에서는 약 약 11.9만 년 전과 약 10만 년 전의 퇴적 연대가 확인되어 시기적으로 최종 간빙기 중 두 번째 아간빙기(MIS 5c)와 최종 간빙기 극성기(MIS 5e) 시기를 각각 나타내고 있다(표 2).

표 2.

연구 지역 일대의 해안단구 분포 고도와 형성 시기

단구면 분포 고도(m, H.S.L.) 연대(ka) 형성 시기
MT1 3~5.5 119.77±27.79
130.35±24.03
MIS 5e
MT2 6~15 - -

노두 B 지점에서 단면상 하부(GR-1S)의 퇴적 연대가 약 10만 년 전, 상부(GR-2S)의 퇴적 연대가 약 11.9만 년 전으로 확인되는 점은 층서적으로만 해석할 경우 시간 역전의 문제가 발생한다는 점에서 논의가 필요한 상황하다. 노두 B 지점은 약최고고조위 시에는 수면이 노두 하단부에까지 직접 닿으며 상시적인 파랑 침식에 의해 수직의 단애를 이루고 있다(그림 38-a). 또한 노두 상단의 GR-2S는 노출된 단애로부터 직접 채취한 시료인 것에 반해 하단의 GR-1S 시료는 약최고고조위 수면 고도로부터 지표 하 매몰된 지점을 굴착(고조위 수면 고도로부터 약 -1.0m)하여 채취한 것이다(그림 8-b). 이와 같은 조건을 고려할 경우, 노두 B를 포함한 이 지점에서 제1면의 형태는 원래 현재의 위치보다 해안 쪽으로 더 연장되어 발달하던 것이 해안 침식 작용으로 단구면의 해안 말단부는 상당 부분 제거되고 내측으로 일부만이 남아 현재와 같이 잔존하는 것일 수 있으며, 약 10만 년 전 퇴적 연대를 보이는 GR-1S의 경우 최종 간빙기 극성기(GR-2S, MIS 5e) 이후 다시 높아진 해수면(MIS 5c)에 대응해 형성된 해안 퇴적의 흔적일 가능성이 있다. 다만, 약 10만 년 전 MIS 5c 형성된 해안 퇴적물이 이보다 앞선 약 12만 년 전 MIS 5e 시기 형성된 퇴적물 하단부에 협재 또는 쐐기 형태로 잔존하는 것에 관해서는 여전히 의문이 남으며, 이는 연대 자료의 보완을 비롯하여 지역 일대 퇴적 층서의 보다 상세한 조사를 통해 확인되어야 할 부분이다.

한편, 양동윤 등(2016)는 연구 지역으로부터 인접한 해남군 이진리 일대에서 해안단구의 분포와 형성 시기에 관한 연대 자료를 보고한 바 있으며, 최종 간빙기 극성기(121±10. 128±10, 128±9, 152±11, MIS 5e)에 형성된 해안단구가 해발고도 5.3~8.3m(지역의 고조위 수면 고도 기준 3.3~ 5.3m)4)에 분포하는 것으로 밝힌 바, 본 연구 결과와 이진리의 결과는 연대 결과 및 단구면의 분포상에 있어서 상호 지지하는 결과를 보이고 있다.

2) 서해안 지역 최종 간빙기 해안단구의 발달

구림마을 하구부에는 무명의 하천으로부터 유입된 퇴적물이 해안에 인접한 조간대 상부 지점에서 삼각주 지형을 이루고 있다(그림 3). 이와 같은 소규모 삼각주는 연구 지역 남측 마산리 일대 무명의 하천 하구부에서도 비교적 넓게 발달하고 있다. 앞서 기술한 바와 같이 역질 우세의 하천 퇴적물은 상대적으로 조차가 작은 연안 환경에 기인해 외해로 이동하지 못한 채 조간대 상부인 하구부 중심으로 넓게 퇴적되어 있다.

구림마을 일대 해안단구 제1면의 발달은 해안선의 형태와 역질 우세의 퇴적상, 과거 해안의 모습 등에 근거해 조간대 상부에 발달한 삼각주 퇴적층에 기원하는 것으로 판단된다. 해안을 따라 남측으로는 최대 10m의 좁은 폭으로 발달하되 해안선에 평행하게 들어선 단구면과 단구애가 발달하고 있어 낮은 수준이지만 파랑의 침식과 퇴적 작용에 의한 해안단구의 발달상을 보이는 반면 구림마을 하구부에서는 이와는 이질적인 삼각주 기원의 육화된 고(古)해안 퇴적물이 단구의 형태로 잔존하는 것이다. 남해안과 서해안을 따라서는 이와 같은 다양한 기원과 형태의 제4기 후기 고해안 퇴적물(층)(paleo-coastal sediments)이 보고되고 있다. 경남 사천 대포동 해안에서는 최종 간빙기 중 형성된 연안 사주 기원 퇴적층이 보고된 바 있으며(신재열・홍성찬, 2018), 충남 서천 당정리 일대에서는 약 20만 년 전후 형성된 조수 퇴적층이 보고된 바 있다(신재열 등, 2020; 신재열 등, 2021). 이와 같이 남해안과 서해안 일대에서는 해안선의 복잡성, 내만과 대소 규모의 하구역의 발달, 조차, 해안 산지의 인접 유무 등이 복합적으로 작용하며 다양한 기원의 해안 지형이 과거에도 그리고 현재에도 발달하고 있으며, 이들 중 과거에 형성된 일부 지형들은 현재까지도 잔존하는 것으로 생각된다. 이는 남해안과 서해안의 해안을 따라 육상에 남은 과거 해수면의 기록을 추적하고자 할 때에는 지역의 연안 및 해안 환경에 대한 이해와 다양한 접근이 필요함을 의미한다.

결론적으로 연구 지역 일대에서는 최종 간빙기 극성기(MIS 5e)의 해수면에 대응해 해안단구 제1면이 형성되었으며 현재 고조위 대비 3~5.5m 고도에서 분포하고 있다(그림 9). 다만 제1면 상위로는 해안단구 제2면(고조위 대비 6~ 15m 고도)이 분포하는 것이 확인되나 형성 시기에 관한 직접적인 자료들은 현재까지 확보하지 못한 상태이다. 연구 지역 일대 해안단구 제1면은 지역의 연안 및 해안 환경에 따라 다양한 기원으로부터 유래하였으며, 형성 당시의 해수면에 대응하여 직접 또는 재퇴적 과정을 거치며 형성되었다.

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그림 9.

+8m 해수면 고도를 나타내는 가상도

(연구 지역 일대에서 평균 해면으로부터 약최고고조위까지는 약 2.4m의 비고차가 있다는 점을 감안할 때, 이 가상도는 약최고고조위 고도로부터 5~6m 수위 상승한 모습을 보이는 것이다. 가상도 상에서 수위 상승한 모습은 연구 지역 일대 해안단구 제1면의 분포 양상 및 고도와 매우 유사하다. 다만, 이 가상도는 현재 지형을 전제로 수위 상승만을 나타낸 것으로 형성 당시의 지형 및 연안 환경 조건 하에서의 수위 변동 및 지형 발달상을 모두 나타내지는 못하고 있다.)

6. 결론

전라남도 해남군 화원면 구림리 일대에 분포하는 해안단구의 형성 시기와 형성 과정을 규명하고자 한 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 연구 지역 일대에서 발견되는 해안단구 제1면과 제2면은 단구면과 단구애의 비교적 명확한 형태 및 현재 또는 과거 해안(선)을 따라 평행하게 발달하는 분포적 특징, 과거 조간대 상 조류와 파랑의 영향을 받은 것으로 해석되는 퇴적학적 특징들을 잘 보여주고 있다. 둘째, 연구 지역에서 해안단구 제1면과 제2면의 분포 고도는 고조위 기준 각각 3~5.5m, 6~15m이다. 해안단구 제1면의 형성 시기는 119.77±27.79ka와 130.35±24.03ka로 확인되며, 이는 최종 간빙기 극성기(MIS 5e)에 잘 대응된다. 셋째, 연구 지역 내 일부의 해안단구 제1면은 고(古)삼각주 지형으로부터 기원한 것으로 판단되며, 이와 같이 서해안 지역으로는 연안 환경 및 지표 특성에 따라 다양한 기원으로부터 육화되어 잔존하는 고해안 퇴적물 기록들이 존재하는 것으로 판단된다.

본 연구는 서해안 지역의 해안단구 분포를 확인하고 절대 연대를 보고하고 있다는 점에서 중요한 사례 연구가 될 것으로 생각되며, 추후에는 연대 자료의 보완과 제4기 후기 지역 연안 지형 발달에 관한 종합적 고찰이 필요한 실정이다.

[1] 1) 해안단구와 같이 육상에 남은 과거 해수면 기록은 지역의 지각 운동 양상을 포함하고 있다는 점에서 상대적 해수면(relative sea-level)으로 이해된다.

[2] 2) 분포 고도상의 특징 상 좁은 폭의 단구면이 확인되는 것과 실제 야외에서도 고도가 더 높은 평탄면이 관찰된다는 점에서 해안단구 제3면이 존재 가능성은 충분히 고려된다. 그러나 해안단구 제3면의 외측 경계는 단애를 두고 제2면과 구분되는 반면 내측 경계는 사면과 맞닿아 있어 정확한 면의 구분이 어려워 지형 분류에서는 제외되었다.

[3] 3) 연구 지역 인근의 기본 수준점 자료(화원면 별암 선착장)에 의하면 해면고도는 대조승 437.5cm, 약최고고조면은 491 cm, 평균해면은 245.5cm이며, 인천 기본수준점과의 관계는 자료가 부재하다. 이를 토대로 해발고도로 환산하면 대조승 평균 조위를 기준으로는 192cm, 약최고고조위까지는 246cm 해수면이 상승한다(국립해양조사원 해양정보서비스).

[4] 4) 해남군 이진리 일대(해남 영전리 기본수준점)의 평균 해면은 199.6cm, 대조승 시 해면은 350cm, 약최고고조면 시 해면은 399.2cm으로, 퇴적층 분포 고도는 지역의 고조위 기준 3.3~5.3m 내외에 위치할 것으로 판단된다. 이러한 연구 결과는 본 연구의 퇴적층 분포 고도 및 연대 측정 결과와 잘 부합하고 있다(국립해양조사원 해양정보서비스).

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