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지형/지질

지형
제주특별자치도는 섬 전체가 신생대 제4기의 신선한 화산암류로 구성되어 있으며 장축인 동북동(ENE)∼서남서(WSW) 방향성을 보이는 반타원형의 화산도로서 순상화산(shield volcano)의 지형특성을 보이고 있다. 본 도는 평면상으로 장축의 방향이 N70°E이며, 장경 73㎞, 단경 31㎞로서 섬 주위는 낮은 경사의 화산대지를 보이나 중앙부로 갈수록 경사가 급해지며 중앙부에 1,950m의 한라산이 위치하고 있다.

한라산 정상의 백록담은 구경 700m, 깊이 100m의 분화구가 형성되어 있으며 분화구의 서측 외륜은 돔(dome) 형태의 조면암으로 구성되어 있고 절벽을 보이며, 동측 외륜은 현무암으로 구성되어 있어 완만한 경사를 보여주고 있다. 특히 한라산 정상부의 백록담 분화구의 돔형 분화구 아래의 정상산록은 거의 평탄한 용암대지(lava plateau) 지형을 보이고 있으며, 송이(scoria)로 구성된 소규모의 화산체인 오름(기생화산)들이 발달하여 있다.


한라산체를 벗어난 제주특별자치도의 저변지역은 경사 5°이내의 평탄한 저지대를 이루고 있으며 분석구(scoria cone or cinder cone)들이 여러군데 발달하여 있다. 이 분석구들은 정상부에 화구가 있거나 혹은 형성되어 있지 않은 스코리아구(scoria mound), 그리고 화구 일부분에서 용암이 하부로 흘러내려 한쪽면이 침식된 소위 말굽형(horse-shoes type) 화구가 많으며, 전체적인 용암의 분포를 추적해 볼 때 혀를 내민 모양(tongue-like)의 지형을 나타내는 분석구들로 구분하고 있다. 또한 해변을 따라서는 수성화산쇄설성퇴적층으로 구성되어 있는 응회환(tuff ring)이나 응회구(tuff-cone)들이 발달하여 있으며, 이들은 제주특별자치도의 서부 고산 일대, 남서부의 송악산과 단산 주변, 동남부의 표선에서 성산, 우도 일대에 분포되어 있다.


제주특별자치도는 화산도의 특징을 반영하여 수계발달은 극히 미약한 편이다. 고지대에서는 조면암으로 구성되어 있는 한라산 정상 남북측에서 V자형 침식계곡을 따라 소규모로 지표하천이 발달되어 있으나 현무암질 용암으로 구성되어 있는 동서측 지역은 하천의 발달이 극히 불량하다.
또한 제주특별자치도는 한라산을 중심으로 방사상 수계를 이루고 있으며 이들은 거의 전부가 건천(乾川)에 속하며, 강정천, 외도천, 옹포천에서는 해안 가까이에서 하상지하수로 용출하여 짧은 하천을 이루기도 한다. 저지대에서는 남부지역의 조면암질안산암으로 구성되어 있는 안덕면이나 서귀포지역에 소규모의 하천들이 발달하여 있다. 이러한 이유는 본 지역을 구성하고 있는 하와이아이트성 용암이 대체로 치밀하여 지표수가 지하로의 침투가 불량하기 때문에 하천수가 발달될 수 있었던 것과 조면암질용암이 침식을 받을 경우 암괴상으로 붕괴가 용이하여 V자형 계곡을 형성시킬 수 있었음에 기인한다. 이와 반면에 현무암질 용암 분포지역에서는 본 암들에 발달되어 있는 절리, 크링커, 스코리아층 등에 의하여 지표수가 하부로 용이하게 유입되기 때문에 계곡의 형성은 불가능한 것으로 해석된다.


해안을 연해 절벽들이 형성되어 있는 지역은 화산쇄설성퇴적암류로 구성되어 있는 송악산, 산방산 및 성산일출봉 일대를 제외하면 조면암이 노출되어 있는 안덕, 서귀포 등지에 한정되어 있으나 극히 일부지역인 남원과 애월지역에서는 예외적으로 현무암의 절벽이 발달하여 있기도 하다.
따라서 제주특별자치도에 분포하는 폭포는 거의 전부가 조면암류로 이루어진 절벽에 국한되어 있다. 본도의 해안 곳곳에는 계절풍의 영향으로 바다로부터 바람에 의해서 운반된 해양성모래로 이루어진 소규모 사빈(砂濱, sand beach)이 소규모로 발달해 있으며, 남동계절풍에 의해 바람의 방향과 유사하게 배열된 사구(砂丘, sand dune)를 형성하고 있는 곳도 있으며 동북부 해안지역은 대규모의 사구층을 형성하기도 한다.
제주특별자치도의 남부해안지역 즉, 산방산-군산, 대포, 외돌개-서귀포, 남원을 잇는 해안선은 전체적으로 융기해안지형의 특징을 보여주고 있으며, 모슬포의 일부 해안지역은 해안단구의 특성을 보여주기도 한다.

지질
제주특별자치도는 화산섬이다. 그것도 최근의 역사시대에까지 화산분화의 기록을 갖고 있는 우리나라에서 가장 젊은 지질로 구성되어 있다. 한반도의 남해 바다 한 가운데에 우뚝 솟아있는 한라산과 제주특별자치도, 한라산이 제주특별자치도이고 제주특별자치도가 곧 한라산으로 묘사된다. 제주특별자치도와 순상화산체로 이루어진 한라산은 언제, 어떤 과정을 거쳐 만들어졌을까?


화산지질
제주특별자치도는 화산도로서 주로 알카리성 용암류의 연속적인 분출에 의해서 만들어진 순상화산체이다. 섬 중앙에는 해발 1,950m의 한라산이 위치하고 있으며 한라산 산록에는 368개의 소화산체인 오름(기생화산)이 분포되어 있어 특이한 경관을 창출하고 있다.
제주화산도의 지질구조는 신생대 제4기초의 서귀포층, 제4기 후기에 형성된 화산쇄설성퇴적층인 성산층과 신양리층 등의 퇴적암층과 현무암, 조면암질 안산암, 조면암등의 화산암류, 기생화산에서 분출된 화산쇄설물 등으로 구성되어 있다.
제주특별자치도의 화산활동은 크게 보아 5단계의 화산활동기 및 퇴적기로 구분되며 적어도 100회 이상에 달하는 용암분출이 노두에서 관찰된다. 분출순서에 의하여 구분된 현무암류는 광물조성과 화학조성으로 보아 대체로 현무암질로서 침상장석감람석현무암, 반상휘석현무암, 비현정질현무암, 하와이아이트, 뮤지어라이트, 솔레아이트 등으로 이들은 본도 전면적의 90% 이상을 차지한다. 화산활동의 각 분출기는 대체로 다량의 현무암질용암의 유출로부터 시작하여 안산암질 또는 조면암질 용암으로 이화되며 용암의 유출은 양적으로 감소되는 것과 동시에 다량의 화산쇄설물을 분출하였다. 368개에 달하는 기생화산구는 성산층 및 화순층 퇴적기에 형성된 것과 최후의 휴화산활동의 산물인 제5기에 속하는 것으로 구분된다. 전자는 조면암 또는 조면질안산암과 화산쇄설물로 구성되어 있으며 주로 해안저지대에 분포하고 있거나 후기의 화산활동에 의해 매몰되어 있으며, 후자는 현무암질 화산쇄설물로 구성되어 있는 전형적인 분석구들이며 제주특별자치도의 중산간 지역에 집중 분포되어 있다.


5단계의 화산활동기

① 기저현무암 분출기 : 120만년 이전
기저현무암은 현재 육상에서 볼 수는 없다. 지금까지 제주특별자치도에서 가장 오래된 현무암류는 용머리 응회암에 포획된 현무암편에 대한 연대측정으로 절대연대값이 120만년이다. 제주화산도의 기반을 형성한 이 현무암류는 서귀포와 모슬포를 잇는 구조선상에서 분출한 것으로 추정된다. 이 시기의 기저현무암대지는 동시대에 탁월했던 단주기적인 빙하성 해수면변동에 의해 지배되어 매우 불안정한 상태였으며, 현재 도내에서 수행되고 있는 지하수 시추결과에 의하면 해수면 상부에서는 발견되지 않고 있다.

② 서귀포층 퇴적기 : 120만년 ∼ 70만년 전
기저현무암을 부정합으로 덮는 해양퇴적층인 서귀포층은 서귀포시 천지연 해안가를 따라 길이 약 1㎞, 두께 약 35m로 절벽상에 노출되어 있다. 이 층으로 부터는 연체동물을 비롯하여 유공충, 개형충 등 많은 해양생물화석을 산출하며 연대측정 결과 신생대 제4기의 플라이스토세 초기에 형성된 퇴적층으로 해석되었다. 이 층은 동시대에 탁월했던 빙하성해수면변동의 주기를 퇴적층내에 반영하고 있으며 시이퀀스 층서학적 해석(sequence stratigraphic analysis)으로부터 전체적으로 연속적인 해침의 결과를 나타낸다.
한편 산방산 조면암으로 대표되는 고기의 조면암류는 산방산과 예촌망을 잇는 남부 해안선을 따라서 관찰된다. 제주특별자치도 남서부지역의 산방산, 서귀포시 앞바다에 위치하고 있는 범섬, 문섬, 섶섬과 각시바위, 제지기오름과 남원읍 하례리 해안가의 예촌망에서 추적된다. 이들 고기의 조면암류는 종상화산체의 형태로 남아 있으며 기저현무암의 구조선상에서 분출한 것으로 보아 제1기의 기저현무암 분화활동과 연계되어 기저현무암의 분화활동이 조면암류의 분화활동으로 전이된 것으로 추정된다.

③ 용암대지 형성기 : 70만년 ∼ 30만년 전
표선리 현무암과 서귀포 조면암질 안산암을 분출한 시기이다. 표선리 현무암은 제주특별자치도의 현무암을 대표할 수 있는 용암류로서 장석과 감람석 반정을 다량 함유하고 있고 주로 우리 도의 해안저지대를 덮고 있으며 용암대지를 형성한 용암류이다. 이 용암은 제주특별자치도의 동부와 서부 해안 저지대에 분포하고 있으며 시추결과에 의하면 기반암을 직접 부정합으로 덮고 있는 경우도 있다. 이 용암류의 절대연대는 약 63 ∼ 31만년의 범위를 보여준다.
한편 서귀포층 노두의 절벽상에서 서귀포층을 직접 피복하고 있는 서귀포 조면암질 안산암과 중문일대에 분포하고 있는 조면암질 안산암은 약 55 ∼ 41만년의 연대를 갖는 용암류이다. 서귀포시와 제주시를 중심으로한 남부 및 북부지역에서 관찰되는데 서귀포 지역의 경우 앞에서 서술한 산방산 조면암류의 구조선과 일치하고 있다. 따라서 이 시기에 표선리 현무암은 제주특별자치도 해안지역에서 용암대지를 형성하였고 서귀포와 제주시 일대에는 조면암질 안산암을 분출하였다.

④ 한라산체 형성기 : 30만년 ∼ 10만년 전
한라산체 주위와 중산간지역 기생화산에서 분출하여 한라산체와 중산간의 고지대 평탄면을 형성한 용암류로서 비현정질이며 장석과 휘석반정이 많은 특징을 갖고 있다. 중산간지역과 한라산체를 구성하고 있는 용암류의 암상이 해안가 용암류의 암상과 뚜렷한 차이를 보이는 것을 알 수 있다. 이는 마그마의 분화 심도가 다르기 때문으로 화구의 위치가 한라산정으로 이동해 감에 따라 분화심도가 얕음을 의미한다. 이 시기에 중산간지역의 고지대 평탄면과 한라산체를 형성하였고 마지막 단계에 영실조면암을 분출하였다.

⑤ 기생화산 활동기 : 10만년 ∼ 2만5천년 전
한라산 정상의 서북벽을 이루고 있는 백록담조면암의 절대연대값이 2만 5천년으로 제주특별자치도의 용암류 중에서 가장 젊다. 이외에도 병악현무암 등이 이와 비슷한 연대치를 보인다. 이는 한라산 정상에서의 마지막 분화활동과 함께 한라산체의 산록상에서 동시다발적으로 분출활동을 한 기생화산(오름)들의 분화활동이 매우 활발히 이루어진 시기임을 지시해 준다.