퇴적암엔 왜 줄무늬가 있을까요?

 
 

준비물

  • 진흙
  • 모래
  • 자갈
  • 소금
 

실험과 관찰


    1. 병에 반쯤 물을 담는다.

    2. 진흙, 모래, 자갈, 소금을 물이 담긴 병 안에 넣는다.

    3. 막대로 젓거나 병 뚜껑을 닫고 흔든 후 가만히 세워둔다.

     

    4. 관찰한다.

 
 

 
 

왜 그럴까요?

 

    흙 속에는 크기, 모양, 밀도가 서로 다른 다양한 알갱이들이 모여 있지요. 이 흙과 자갈을 물 속에서 흔든 후 가라앉게 하면 어떤 일이 있는지 보았지요?
    물 속의 알갱이들에게 작용하는 여러 힘들을 알아 볼까요? 먼저 흙 속의 알갱이들을 가라 앉히는 힘은 아래로 작용하는 지구 중력이지요. 이 힘은 알갱이의 질량이 클수록 크지요.

 

 

    모든 물체를 액체나 기체 안에 넣으면 액체나 기체는 그 물체를 위로 들어 올리려고 하는 힘을 발휘하지요. 이 힘을 부력이라고 하는데, 배가 물 위로 떠 있을 수 있게 해 주는 힘이지요.
    물에 넣은 흙이나 자갈 알갱이에도 부력이 작용하는데, 부력은 위로 작용하는 힘입니다. 따라서 알갱이가 가라 앉는 것을 방해하는 힘이지요. 이 힘은 알갱이의 부피가 클수록 큽니다.

 

 

    또 액체나 기체 안에서 '움직이는' 물체는 액체나 기체에 의해 저항을 받지요. 여러분이 물 속에서 걸으려고 하면 마음대로 되지 않는 것이 바로 물의 저항 때문이지요. 이 힘은 물체가 움직이는은 방향과 반대방향으로 작용합니다.
    이 힘은 물체의 모양에 의해 크게 좌우됩니다. 물고기나 비행체가 유선형인 이유가 바로 이것 때문이지요.

 

    알갱이가 아래로 가라앉으려고 하면, 물의 저항은 위로 작용하지요. 이 힘도 알갱이가 가라 앉는 것을 방해합니다.

 

 

    지구중력, 부력, 그리고 저항은 낙하산을 타고 비행기에서 떨어지는 경우에도 똑같이 작용합니다. 낙하산의 부풀린 정도 등을 조절하면 가라앉는 속도를 조절할 수 있습니다.

 

 

    이 힘들이 동시에 작용하므로 물 속에서 흙 또는 자갈 알갱이가 가라 앉는 속도에 영향을 주는 요인으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.

         - 알갱이의 밀도 : 클수록 빨리 가라 앉는다. (* 밀도=질량/부피)

         - 알갱이의 모양 : 모나지 않고 둥글둥글 할 수록 빨리 가라 앉는다.

    따라서 크고 둥글둥글하며 밀도가 큰 알갱이들이 가장 아래에 가라앉고, 작고 모나며 밀도가 작은 알갱이들이 가장 위에 가라 앉지요. 대개 알갱이 크기가 클수록 빨리 가라앉는 조건을 갖습니다. 그래서 대개 알갱이가 클수록 아래에 쌓입니다. 그 결과 알갱이 크기 순서대로 띠 모양으로 보입니다.

     

 

    이러한 과정에 의해 생기는 퇴적암은 띠 모양의 층리를 가지고 있는 경우가 많습니다. 물이 빠르게 흐를 때는 물이 암석 조각을 데리고 다니지요. 흙이 든 병의 물을 흔들때처럼이요.

    그러다가 물의 속도가 갑자기 줄어들면 이 암석조각들을 바닥에 내려 놓지요. 흙이 든 병을 흔든 후 가만히 세워둔 때 처럼이요. 그러면 큰 알갱이부터 내려놓게 되고, 차곡차곡 층으로 쌓입니다.

    실험에서 사용한 소금은 물에 녹아 있는 여러 염분 중 하나입니다. 이 염분들은 물에 녹아 쌓인 암석 조각들 사이에 있다가, 물이 증발할 때 조각들을 서로 붙여주는 풀 역할을 합니다. 그래서 지층을 단단하게 만듭니다.

    아래 영상으로 지층이 만들어지는 과정을 정리해보세요.

 

 

 

 

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