암석과 광물

땅의 변화에서 땅이 깎이고 쌓이고 솟는다고 배웠는데, 그 '땅'을 이루는 재료가 암석이고 암석을 이루는 알갱이가 광물입니다. 광물을 구별할 때 가장 먼저 손이 가는 것은 색이지만, 사실 색은 가장 믿기 어려운 단서입니다. 같은 석영이라도 무색·흰색·자주색으로 다양하고, 서로 다른 광물이 비슷한 색을 띠기도 합니다. 대신 광물을 자기판에 그었을 때 남는 가루의 색인 조흔색은 늘 일정하고, 서로 긁어 보는 굳기, 일정한 방향으로 평평하게 갈라지는 쪼개짐, 표면이 빛을 되쏘는 모습인 광택, 묽은 염산을 떨어뜨렸을 때 거품이 나는지 같은 성질은 훨씬 믿을 만합니다.

화성암은 마그마나 용암이 식어 굳은 암석입니다. 여기서 가장 중요한 것은 '얼마나 천천히 식었는가'입니다. 땅속 깊은 곳에서 아주 천천히 식으면 결정이 자랄 시간이 충분해 알갱이가 굵어지고(심성암, 예: 화강암), 지표 가까이에서 빠르게 식으면 결정이 자랄 틈이 없어 알갱이가 아주 작아집니다(화산암, 예: 현무암). 암석의 색이 밝은지 어두운지는 식는 속도가 아니라 마그마에 들어 있던 성분이 결정합니다.

퇴적암은 지층과 화석에서 본 그 지층을 이루는 암석입니다. 자갈·모래·진흙이나 생물의 껍데기가 물이나 바람에 실려 와 쌓이고, 위에 쌓인 무게에 눌려 다져지고, 알갱이 사이가 다른 물질로 접착되어 단단해집니다. 층층이 쌓인 무늬(층리)와 그 사이에 갇힌 화석이 퇴적암임을 알려 주는 표시입니다. 변성암은 이미 있던 암석이 땅속 깊이 묻히거나 마그마 가까이 놓여 높은 열과 압력을 받아 성질이 변한 것입니다. 녹아서 새로 만들어진 것이 아니라, 고체 상태에서 알갱이들이 다시 배열되고 커집니다. 석회암은 대리암으로, 사암은 규암으로, 셰일은 편암을 거쳐 편마암으로 변합니다.

세 종류는 서로 갈 곳 없는 최종 형태가 아닙니다. 화성암도 부서지면 퇴적물이 되어 퇴적암이 되고, 퇴적암도 열과 압력을 받으면 변성암이 되며, 어느 암석이든 다시 녹으면 마그마가 되어 화성암으로 돌아옵니다. 이 끝없는 되풀이가 암석의 순환입니다.