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천지(天池) - 백두산 산정에 있는 자연호수.


천지 수면 높이 해발 약 2,190m, 전세계 화산호 중에서 가장 높은 곳에 자리한 천지, 천지에 담긴 물의 양만도 소양호의 3분의 2 정도나 되며 화구벽이 터져서 생긴 북쪽의 달문을 통하여 1일 유출되는 양이 약 36만㎥(7월)에 이른다. 이러한 천지가 어떻게 형성되었고 담수되는 것일까?


천지의 명칭, 크기와 물
천지는 천지 창조의 신비함을 간직한 천상의 호수라는 뜻으로 대택, 대지, 용왕담, 달문담, 신분, 용궁지, 천상수, 달문지 등으로 다양하게 불렀다.

천지는 호수면이 해발 2,190m, 면적 9.165㎢, 둘레 14.4㎞, 평균너비 1.975㎞, 최대너비(동서) 3.550㎞, 평균수심 213.3m, 최대깊이 384m이다. 수심은 남쪽이 얕다. 세계 최고로 알려져 있는 '티티카카호'(최고수심 304미터)와 2위인 소련의 레닌그라드 근처에있는 '라도가호'(225 미터) 보다도 더 깊어 세계 최심의 산상 호수로 밝혀졌다.

화산활동에 의해 백두산 화구가 함몰되어 생긴 칼데라 호로, 분화구의 전체면적 가운데 천지가 차지하는 비율은 40.6%에 이른다.

백두산의 최고봉인 장군봉(2,750m), 백운봉(2,691m)·청석봉(2,662m) 등 높은 봉우리에 둘러싸여 있다.

천지물의 담수량과 유입
천지의 저수량은 약 20억 km. 1990년 초 조사에 의하면 천지 물의 내원은 대기강수(빗물), 집수구에서 흘러 드는 지표수와 지하에서 공급되는 지하수라고한다. 세 가지 내원 가운데 지하수의 공급량은 전체 천지 공급수량의 61.5%를 차지한다. 다음으로 천지 호면에 내리는 빗물은 1년 사이에 천지에 공급하는수량이 30.76%를 차지합니다.

다음으로는 천지 집수면적 50.57km. 천지에 흘러드는 지면 경류. 공급되는 수량은 천지 공급수의 7.73%를 차지한다. 이처럼 천지의 중요한 내원이 지하수이기 때문에 여름철에도 천지 물은 차고시원하다. 이와 같은 물의 유입과 강수량이 많고 기온이 낮아 물의 증발량이 낮아 천지의 물은 물은 마르지 않고 있다.

표면수온은 7월에 9.4℃, 내부수온은 연중 4℃이다. 물은 10월 중순부터 이듬해 5월 중순까지 약 3m의 두께로 어는데 그 위에 쌓이는 눈의 두께까지 합하면 6m 이상 된다.

천지 일대에는 구름과 안개가 자주 끼며, 여름철에 비가 많이 온다. 연강수량은 1,500㎜이며, 바람이 강하게 불 때는 수면 위로 최대 1~1.5m의 파고가 일기도 한다.

천지물은 어디로 흘러가는가
천지 물은 화구벽이 터져서 생긴 북쪽의 달문을 통하여 흘러내려 비룡폭포(68m), 장백폭포(長白瀑布:70m)를 이루면서 송화강(松花江)의 상류인 이도백하(二道白河])로 흘러간다. 달문을 통해 유출되는 양은 1일 약 36만㎥(7월)에 이른다.

이도백하 수문 관리소에서 측정한 자료에 의하면 장백폭포에서 일 년 동안흘러 내리는 물의 양은 0.3866억 km. 천지 출수량의 93.16%를 차지한다. 연간 증발수량은 0.0284억 km.천지 총출수량의 6.84%.

천지 물은 마실 수 있는가
대부분 지하수이기에 무색, 무미하고 깨끗하고 찹니다. 천지물은 미생물의 번식률이 매우 낮거 적어 깨끗하다. 천지 물의 중탄산 함량은 주위 암석에 있는 나트륨장석의 분해로 일반적인 음료수에 비하여 약 10배 정도 더 많아 마시면 시원하다. 그러나 천지는 화산호이고 또 몇 곳에서는 온천이 나오기 때문에 인체에 유해한 화학원소들이 있어 음료수로는 적당하지 않다.


천지의 형성- 칼데라호 '천지'

백두산은 중생대부터 신생대 초에 걸쳐 1,000 내지 1,500 미터의 융기 고원상에 형성되었다가 다시 신생대 제 3기 말부터 제4기 초에 다량의 현무암이 분출하여 반경30리에 걸쳐 최초 종상화산을 형성한 뒤 차차 냉각됨에 따라 균열이 생기고 산정 부분이 함몰하여 칼데라호인 천지를 형성하였다. 우리 나라에 있는 단 하나뿐인 칼데라호이다. 량이 연평균 1340 mm나 되는데 우리 나라 전체 평균 강수량보다 많습니다.

대개의 화산활동은 화산이 폭발하는 정상부에 호수를 만드는 것이 공통된 특징 가운데 하나로 볼 수 있다. 우리 나라의 경우도 화산활동이 활발했던 지역인 백두산과 한라산의 경우를 살펴보면, 산정상부에 호수가 생성되어 있음을 잘 알고 있다. 화산활동에 의해 형성된 호수는 성인에 따라 크게 칼데라호와 화구호로 구분된다.

칼데라호
칼데라호는 화산체가 형성된 뒤 대폭발이나 화산의 중심부분이 함몰되어 2차적으로 더 큰 와지가 된 뒤에 물이 고여서 된 호수다. 형태는 원형, 타원형이 대부분이고, 때에 따라서는 중앙 화구구의 분출 때문에 구옥상으로 되는것과 화산도를 갖는 환상의 것도 있다. 호안이 급사면이고 호저가 평탄한 것은 화구호와 비슷하지만 일반적으로 수심이 더 깊다. 수심 100미터 이상의 화산성 호수는 칼데라에 속하는 경우가 많다.

칼데라호 형성과정. 칼데라호는 화산폭발후 화산 중심부가 함몰하여 와지 형태의 지형에 물이 고여 형성된 호수를 말한다. 우리 나라의 백두산 천지못이 대표적인 칼데라호에 속한다.


백두산 화산재가 어디까지 날아갔을까 [조문섭 서울대 지구환경과학부 교수]

 

 

 

 

 

 

▲ 백두산 천지  ⓒ

 

 

백두산 화산폭발 당시 규모는 어느정도며 화산재는 어디까지 날아갔을까? 최근 대북 민간산업의 일환인 금강산 관광 등으로 백두산을 다녀온 사람들이 많이 늘었다. 그러나 정작 백두산이 어떻게 생성됐는지, 천지의 빼어난 경관을 보면서도 천지 밑바닥은 어떠할 까라는 의문을 갖는 이는 별로 없다.

화산활동과 지진 등 지질현상과 거리가 먼 우리나라 현실상 지질학에 관한 관심도가 떨어지지만, 지질학은 도로, 건설 특히 원전 설립과 같은 중요한 시설을 건축할 때 기본적이면서 가장 중요하게 쓰이는 분야다.

백두산은 화산폭발규모로도 세계적

 

 

 

 

▲ 테프라의 두께 분포및 부피  ⓒ

 

 

백두산은 태평양판이 안으로 들어와 맨틀물질이 유입되며 마그마가 분출되는 화산활동에 의해 생겨났다. 당시 폭발에 의한 화산재는 일본 홋카이도 지역까지 날아가 쌓였다.

동해에 시추공을 뚫어 연구한 조사결과 화산재의 퇴적층이 백두산에 가까울수록 두껍고 동쪽으로 갈수록 얇아진다.

화산재의 전체 볼륨이 백 세제곱미터에 이르고 이를 통해본 전체 마그마 볼륨은 22세제곱 킬로미터에 이름을 볼 수 있다. 이는 인도네시아와 필리핀에서 대규모로 일어났던 화산의 약 4배에 해당하는 지구역사상으로 봤을 때도 손가락 안에 꼽히는 화산활동이었다. 편서풍이 부는 지리적 위치상으로 폭발당시 화산재의 대부분은 해안인 동쪽으로 날아갔다.

백두산 천지를 흔히 ‘칼데라 호’라 부른다. 이는 칼데라에 물이 차서 호수형태로 있는 것을 뜻하는데 칼데라는 화구 지름이 3km이상인 화구 모양의 와지를 지칭한다. 이 말은 에스파냐어로 ‘냄비’라는 뜻이며 초기 카나리아제도의 화산섬의 와지에 붙여진 이름이 후에 보통명사로 쓰이게 된 것이다.

칼데라 붕괴 지역은 산성이 농후한 지역이다. 비가 내릴 때 이러한 산성물질은 녹이는 성질에 의해 빈 공간을 채우는 역할을 한다. 이와 같은 현상에 의해 천지와 같은 호수가 생기는 것이다.

백두산의 생성과 같은 화산활동은 지구내부의 물질을 밖으로 분출시켜 지질학적으로 많은 연구표본을 얻을 수 있다. 대륙판의 충돌이 일어나면 땅속 두꺼운 맨틀이 화산활동에 의해 외부로 나올 수 있는데 여기에서 발견되는 광물들은 대부분 보석의 가치를 갖는다. 이는 압력이 높은 두꺼운 맨틀에서 발견된다. 우리나라에도 얇은 부분이지만 백령도, 제주도 부근에서 맨틀에서 올라온 암석을 발견할 수 있다. [중략]

 



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