김민주 교사 (충북 과학고)

가끔 신문을 보면 이런 기사를 자주 접하게 된다. "도로에 갑자기 1m 구멍, 땅 속 무슨 일이?", "'씽크홀?' 도로 중앙 뚫린 1m 구멍… 헉!"이렇게 몇 년 동안 튼튼히 사람들 및 차량의 통행을 지탱해주던 도로에 구멍이 뚫리는 이유는 무엇일까? 또한 이런 기사도 가끔 접하게 된다. "1주일 사이에 감쪽같이 사라진 호수".

이런 기사들 속엔 어떤 과학적 비밀이 숨겨져 있는 것일까? 또한 이런 기사도 검색해 볼 수 있다. "지구에서 가장 큰 구멍들'들어가면 죽는다' 지옥의 문? 씽크홀" 이 기사는 무슨 관련이 있기 때문에 이렇게 필자가 서두에 길게 나열하는 것일까? 하는 생각이 들 것 같다.

이 기사들에 대한 궁금증을 해결해 보자. 지구상에는 땅속에 지하수라는 물이 존재한다. 다양한 원인에 의해 지표의 물은 지하로 흡수되고 이것이 땅속에 머물게 된 것을 지하수라 부르고 있다.

지하수가 고마운 것은 비가 내리지 않을 때도 지하에 저장되어 있어 식물에게 물을 공급해주고, 적절한 양 만큼씩 밖으로 흘려보내 강의 수위를 어느 정도 일정하게 유지해 주어 농업용수 및 공업용수로 사용되기도 한다. 또 하나의 역할이 위의 내용 중 첫 번째 기사와 관련된 것인데 지하 돌 들의 틈을 채워주는 것이다. 지하의 돌 들 사이에는 많은 공간이 있다. 특히 퇴적암 같은 경우 미세한 틈이 많이 있어 만약 이 틈을 막고 있는 지하수가 없다면 부피가 줄어들어 지표면이 밑으로 가라앉을 수 있는 것이다.

또한 무분별한 지하수의 사용이 그 이유가 된다. 지하수는 단단한 암석을 뚫고 들어가야 하기 때문에 만들어 지는데 오랜 시간이 걸린다.

만들어 지는 양에 비하여 사용하는 양이 많아지면 많아질수록 지하에는 그 만큼의 공간이 비게 되어 지표면이 무너질 수 있다.

두 번째, 사라지는 호수와 세 번째 거대한 구멍은 석회암지대에서 자주 나타나는 현상으로 이는 지하수가 석회암을 녹이는 성질 때문에 나타난다.

지하수는 약한 산성을 띄기 때문에 석회석을 잘 녹이며, 우리고장 단양에는 많은 석회동굴이 있는데 이것이 모두 지하수가 만들어 놓은 작품이다. 석회암이 풍부한 지역의 호수는 아래 부분에 구멍이 뚫리기 쉬우며, 이 구멍 밑의 석회 동굴로 하루아침에 물이 빠져나가 버리기 때문에 나타나는 현상이다.

마지막으로 거대한 구멍이 지구표면에 나타나는데 이러한 거대한 구멍을 씽크홀이라 부르며, 바다에 있는 씽크홀은 블루홀이라 부른다. 대표적인 블루홀로는 대표적인 맥시코의 유카탄 반도에 있는 것으로 지름이 100m, 수심은 180m에 이르는 거대한 구멍이다.

이러한 구멍은 두 번째 사라지는 호수와 마찬가지로 석회암이 녹아서 만들어진 것으로 생각이 되며, 다양한 원인에 의해 석회암이 지층의 한 부분에 거대하게 존재하게 되고, 지하수의 영향으로 석회암 부분만 녹아 없어지면서 지표를 받치고 있는 부분이 무너져 내려 만들어 진 것으로 알려져 있다.

지구는 참으로 역동적이다. 단단한 암석으로만 되어 있을 것으로 예상했던 지구내부에서도 지하수라는 매개체로 인하여 다양한 일들이 일어나고 있으니 말이다.