* 기존에 다루지 않은 과학 주제들로 사물궁이 도서 3~4권이 출간됐습니다.
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사전상에서 사막은 강수량이 적어 식생이 보이지 않거나 적고, 인간의 활동도 제약되는 지역으로 정의됩니다.
많은 사람이 사막하면 타오르는 태양과 끝도 없이 펼쳐진 모래 언덕의 풍경을 떠올리는데, 이러한 사막은 에르그(erg)라고 불리는 모래사막이고, 전체 사막 중 모래사막은 10% 정도에 불과하다고 알려졌습니다.
나머지는 레그(reg) 또는 세리르(serir)라고 불리는 자갈사막과 하마다(hamada)라고 불리는 암석사막 등이고, 이러한 사막은 아프리카뿐만 아니라 남극과 북극을 포함한 일곱 개 대륙 모두에 존재합니다.
각설하고, 주제와 관련한 사막은 중위도 고압대인 위도 30~50° 부근에서 주로 형성되는 모래사막입니다. 모래사막이 형성되는 과정을 알아보면 먼저 태양 빛을 많이 받는 적도에서 따뜻한 공기가 상승하면서 시작됩니다.
상승한 공기는 구름이 되어 적도 부근에 많은 비를 내립니다. 비를 내린 공기는 계속 상승하여 대류권 계면에 이르러 남과 북으로 이동하고, 위도 30~50°가 되는 지점에 이르면 대부분이 냉각되어 무거워져 하강합니다.
하강하는 공기는 단열압축되면서 따뜻하고 건조하게 변하고, 이 부근에 반영구적인 고기압대가 형성되면서 비가 거의 내리지 않는 사막이 형성됩니다. 그리고 사막의 모래는 암석에서 만들어지는데, 사막의 기온은 낮과 밤의 기온차가 매우 큽니다.
낮에 태양 빛을 받으면 30℃에서 50℃까지 올라가다가 밤이 되면 0℃에서 영하까지 급격하게 떨어집니다. 그 이유는 모래의 비열이 작아서 쉽게 뜨거워지고 차가워지며 대기 중에 구름과 수증기가 없어서 밤에 복사냉각이 활발하게 이루어지기 때문입니다.
암석은 이러한 기온차로 인해 틈이 생기고 쪼개지고 갈라져서 점차 잘게 부서집니다. 또 일부 사막 지역에는 가끔 호우가 발생할 때가 있는데, 뜨겁게 달궈진 암석에 비가 내리면 암석이 더 쉽게 산산조각 나고, 조각난 파편이 바람에 침식되어 모래가 만들어집니다.
또한, 사막은 대기가 불안정해 모래폭풍이나 열풍이 자주 발생하고, 이러한 돌풍이 암석에 침식을 일으켜 더 많은 모래를 형성합니다.
그런데 잘 생각해보면 암석마다 풍화되는 정도가 제각각입니다. 이런 이유로 풍화가 적게 이루어진 무거운 모래와 자갈 등은 바닥에 위치하고, 풍화가 많이 된 가볍고 미세한 모래는 표면에 위치하게 되는데, 이들이 바람에 의해 날려 쌓이면 물결 모양의 모래 언덕인 사구가 형성됩니다.
그리고 사막의 모래 아래에는 모래를 형성한 기반암이 존재합니다. 모래사막은 전체 사막의 10% 수준이라고 했는데, 이외의 자갈사막이나 암석사막을 보면 흙을 고정할 초목도 없어서 메마른 상태로 노출된 기반암을 쉽게 관찰할 수 있습니다.
기반암의 유형과 색상 및 굳기 등은 해당 지역의 지질학적 특성에 따라 다양합니다. 그래서 기반암을 관찰하면 모래사막의 모래가 어느 지역에서 기원했는지도 알 수 있습니다.
참고로 사막의 기반암은 평평한 형태 외에도 구불구불한 형태 등 다양합니다. 이런 지형적 특성 때문에 수천 년 전에 내린 비가 고여서 지하수를 이룬 곳도 있고, 모래가 바람에 날아가면서 지하수가 표면에 드러나 호수를 형성하기도 합니다.
오아시스가 형성되는 과정은 다양하나 이렇게 만들어진 호수를 오아시스라고 부르곤 합니다. 궁금증이 해결되셨나요?
– 원고 : 도서 <사소해서 물어보지 못했지만 궁금했던 과학 이야기 3> 中 발췌
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