지구과학 고3 지구 탄생과 생동하는 지구

화산의 종류

Q: 왜 수렴 경계의 화산이 더 위험한가요?

가라앉은 판이 내놓은 물이 섞이고 대륙 지각의 성분이 더해지면서 SiO2가 많은 마그마가 만들어지기 쉽습니다. 점성이 높으니 기체가 갇혀 폭발적으로 분출하는 경우가 많습니다.

Q: 발산 경계의 화산은 왜 조용한가요?

맨틀 물질이 압력이 낮아지며 녹은 것이라 SiO2가 적은 현무암질 마그마가 나옵니다. 묽어서 기체가 쉽게 빠져나가므로 용암이 흘러나오는 조용한 분출이 됩니다.

Q: 화산의 모양만 보고 마그마 성분을 알 수 있나요?

대체로 그렇습니다. 완만하면 SiO2가 적은 마그마, 가파르고 볼록하면 SiO2가 많은 마그마였다고 추정할 수 있습니다. 지형이 마그마의 이력서인 셈입니다.

순상 화산(용암 점성 낮음·완경사)·성층 화산·용암 돔의 형태와 분출 특성을 마그마 SiO₂ 함량과 연결해 이해한다.

화산의 모양과 분출 방식은 마그마의 점성이 정하며, 점성이 낮으면 완만한 순상 화산, 중간이면 원뿔 모양의 성층 화산, 매우 높으면 볼록 솟은 용암 돔이 됩니다.

묽은 시럽을 부으면 얇고 넓게 퍼지고, 되직한 반죽을 부으면 그 자리에 볼록 쌓입니다. 화산의 모양도 똑같이 '얼마나 잘 흐르느냐'가 정합니다.

쉽게 말하면

화산·지진에서 화산이 판 경계를 따라 생긴다는 것을 봤습니다. 그런데 같은 화산인데도 하와이의 화산은 방패를 엎어 놓은 듯 펑퍼짐하고, 어떤 화산은 뾰족한 원뿔이고, 어떤 것은 봉긋한 돔입니다. 이 차이를 만드는 변수는 하나입니다 — 마그마의 점성, 즉 '끈적함'입니다.

점성을 정하는 것은 마그마 속 $Si O_{2}$ 함량입니다. $Si O_{2}$ 가 많을수록 규산염 성분이 사슬처럼 얽혀 잘 흐르지 못합니다. 반대로 $Si O_{2}$ 가 적은 현무암질 마그마는 묽어서 멀리까지 흘러갑니다.

그래서 세 유형이 나옵니다. $Si O_{2}$ 가 적은 현무암질 마그마는 용암이 넓게 흘러 경사가 완만한 순상 화산을 만듭니다. $Si O_{2}$ 가 중간인 안산암질 마그마는 용암과 화산 쇄설물이 번갈아 쌓여 층을 이루며 원뿔 모양의 성층 화산이 됩니다. $Si O_{2}$ 가 많은 유문암질 마그마는 너무 끈적해서 멀리 흐르지 못하고 분화구 위에 볼록하게 쌓여 용암 돔이 됩니다.

점성은 폭발성도 정합니다. 마그마 속에는 기체가 녹아 있는데, 묽은 마그마에서는 기체가 슬금슬금 빠져나가지만 끈적한 마그마에서는 빠져나가지 못하고 갇혔다가 압력이 한계를 넘는 순간 한꺼번에 터집니다. 그래서 $Si O_{2}$ 가 많은 화산일수록 격렬하게 폭발합니다. 마그마가 지하에서 천천히 식으면 화산이 아니라 화성암의 다른 얼굴이 됩니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

순상 화산 — 넓고 완만한 방패

묽은 현무암질 용암이 멀리까지 흘러 층층이 쌓이면 경사가 아주 완만한 화산이 됩니다. 높이에 비해 밑면이 훨씬 넓어 방패를 엎어 놓은 모양입니다. 분출은 대개 조용하고, 용암이 흘러나오는 형태입니다.
예시 2

성층 화산 — 우리가 떠올리는 원뿔

용암이 흐른 층과 화산재·암석 조각이 쌓인 층이 번갈아 겹치며 가파른 원뿔이 만들어집니다. 그림책에서 '화산' 하면 떠오르는 그 모양이 대개 성층 화산입니다. 수렴 경계의 화산에서 흔합니다.
예시 3

용암 돔 — 흐르지 못하고 쌓인 마그마

$Si O_{2}$ 가 많아 점성이 매우 큰 마그마는 분화구를 벗어나 흐르지 못하고 그 자리에 볼록하게 굳습니다. 기체가 갇혀 있다가 터지기 쉬워, 폭발적인 분출과 함께 나타나는 경우가 많습니다.

마그마의 성질과 화산의 모양

구분	순상 화산	성층 화산	용암 돔
$Si O_{2}$ 함량	적음(현무암질)	중간(안산암질)	많음(유문암질)
마그마의 점성	낮음 — 잘 흐름	중간	매우 높음 — 거의 못 흐름
경사	매우 완만	가파른 원뿔	볼록하게 솟음
분출 방식	조용히 흘러나옴	용암과 쇄설물이 번갈아	폭발적인 경우가 많음

자주 하는 오해

용암을 많이 뿜을수록 큰 화산이 된다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움화산의 모양은 분출한 용암의 양이 정한다 — 많이 나오면 높고 크게 솟는다

실제로는모양을 정하는 것은 양이 아니라 점성입니다. 아무리 많이 나와도 묽으면 넓게 퍼져 완만해지고, 조금 나와도 끈적하면 그 자리에 볼록 쌓입니다.

실제로 순상 화산은 엄청난 양의 용암이 쌓여 만들어지지만 경사는 매우 완만합니다. 반면 용암 돔은 분출량이 훨씬 적어도 가파릅니다. 양이 아니라 '흐르느냐 못 흐르느냐'가 지형을 정합니다.

폭발이 격렬한 이유를 마그마의 온도에서 찾기

이렇게 생각하기 쉬움폭발적으로 분출하는 화산은 마그마가 더 뜨겁기 때문이다

실제로는오히려

Si O_{2}

가 많은 마그마는 온도가 상대적으로 낮은 편인데도 더 격렬하게 폭발합니다. 폭발성을 정하는 것은 온도가 아니라 점성입니다.

마그마 속 기체가 빠져나갈 수 있느냐가 관건입니다. 묽은 마그마에서는 기포가 위로 올라와 조용히 빠져나가지만, 끈적한 마그마에서는 갇혀 압력이 쌓이다가 한꺼번에 터집니다. 흔들어 놓은 탄산음료의 뚜껑을 여는 것과 같은데, 마개가 걸쭉할수록 더 세게 터집니다.

선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요

화산·지진고3

이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다

없음 — 이 개념이 마지막입니다

같은 단원의 개념 — 지구 탄생과 생동하는 지구

자주 묻는 질문

Q1왜 수렴 경계의 화산이 더 위험한가요?

가라앉은 판이 내놓은 물이 섞이고 대륙 지각의 성분이 더해지면서

Si O_{2}

가 많은 마그마가 만들어지기 쉽습니다. 점성이 높으니 기체가 갇혀 폭발적으로 분출하는 경우가 많습니다.

Q2발산 경계의 화산은 왜 조용한가요?

맨틀 물질이 압력이 낮아지며 녹은 것이라

Si O_{2}

가 적은 현무암질 마그마가 나옵니다. 묽어서 기체가 쉽게 빠져나가므로 용암이 흘러나오는 조용한 분출이 됩니다.

Q3화산의 모양만 보고 마그마 성분을 알 수 있나요?

대체로 그렇습니다. 완만하면

Si O_{2}

가 적은 마그마, 가파르고 볼록하면

Si O_{2}

가 많은 마그마였다고 추정할 수 있습니다. 지형이 마그마의 이력서인 셈입니다.

교육과정 2022 개정 · 고3 지구과학 · 지구 탄생과 생동하는 지구 수록 기본 (교육과정 단원)

출처 교육부 고시 제2022-33호 (2022 개정 교육과정) · NCIC 국가교육과정정보센터

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