흙의 생성

흙의 생성

■ 풍화 작용

지표에 노출된 암석이 작게 부서지거나 성질이 변하는 것을 '풍화'라고 합니다. 풍화 작용은 암석의 입자를 잘게 부수는 '기계적 풍화'와 암석을 녹이거나 화학적 변화를 일으키는 '화학적 풍화'가 있습니다.

기계적인 풍화는 다음과 같은 과정을 거쳐 이루어집니다. 암석의 틈 사이로 스며든 물이 얼면 부피가 팽창합니다. 물이 얼어 부피가 늘어나면 암석의 틈 사이가 더 벌어지고 암석이 갈라지게 됩니다. 암석의 틈 속에서 뿌리를 내린 식물이 자라면서 뿌리가 굵어져 암석을 갈라지게 하는 경우도 있습니다. 지하 깊은 곳은 압력이 높지만 지표면 근처는 압력이 낮습니다. 지하 깊은 곳에 있던 암석이 노출되면 압력이 감소하기 때문에 암석이 갈라지거나 양파 껍질처럼 벗겨지게 됩니다.

화학적 풍화는 물, 산소, 이산화탄소가 요인이 되어 암석을 녹이는 작용입니다. 흑운모 속에 포함된 철분이 산화하면 갈철석이 되는데 이것과 같이 고령토를 적갈색으로 물들이는 것, 석회암이 탄산수에 녹아 석회 동굴, 종유석, 석순, 석주가 만들어지는 것이 화학적 풍화 작용입니다. 이것은 따뜻하고 습도가 높은 열대 지방에서 많이 일어납니다.

■ 흙의 생성 과정

지표 근처에 노출된 암석이 오랜 시간 동안 풍화 작용을 받으면 식물이 자랄 수 있는 흙이 됩니다. 흙은 항상 그 자리에 있는 것 같지만 서서히 끊임없이 변하여 만들어진 것입니다. 큰 바위가 오랜 시간에 걸쳐 물, 산소 등의 영향을 받으면 풍화와 침식 작용을 받아 작은 알갱이나 가루가 됩니다. 이 가루가 모인 것이 흙입니다. 그 후 오랜 시간에 걸쳐 나뭇잎, 나뭇가지나 여러 생물들의 죽은 잔해들이 계속적으로 쌓이고 압력을 받아 그 안에 있던 수분은 다 빠지고 유기물이 모여 흙이 생깁니다. 이러한 토양은 식물의 부식물이 섞여 있고, 생물이 썩어 생긴 물질이 포함되어 있어 영양분이 풍부해집니다. 이처럼 토양의 생성 과정은 생물과의 상호 작용이 중요합니다.

바위가 부서져 흙이 될 때, 흙이 되기 전의 최초의 바위를 어머니 바위라는 뜻으로 ‘모암’ 또는 ‘기반암’ 이라고 합니다. 또 잘게 부서져서 흙이라고 부를 수 있을 정도로 작은 알갱이가 된 것을 ‘모질물’이라고 합니다. 이 모질물이 더 잘게 부서지고 그곳에서 식물이 자라기 시작하면 ‘표토’가 만들어집니다. ‘표토’에는 식물의 부식물이 섞이는 두 번째 과정이 일어납니다. 그 후 표토의 물질이 아래로 운반되면 ‘심토’가 만들어집니다. 큰 나무가 자라고 있는 오래된 토양의 단면을 살펴보면 기반암, 모질물, 심토, 표토 층으로 이루어져 있습니다. 토양은 모암의 종류, 생성 지역의 기후, 지형 등에 따라 다양하게 생성됩니다.

▲ 오래된 토양의 단면(출처: 에듀넷)

흙 속에는 무기적 성분과 유기적 성분이 포함되어 있습니다. 흙이 생성되기 위해서는 물리적 과정과 유기적 과정을 모두 거쳐야 무기적 성분과 유기적 성분을 모두 포함할 수 있습니다. 물리적 과정은 최초의 커다란 암석에서 풍화와 침식으로 인하여 떨어져 나와 점점 작은 알갱이가 되는 것을 말합니다. 이 때, 두께 1cm의 흙이 만들어지는 데 약 200년이 걸린다고 합니다. 여기에 생물의 잔해나 식물의 낙엽이나 나뭇가지 등이 떨어져 나와 썩어 생긴 유기물이 포함되어야 합니다. 보통 흙이 만들어지는 데 수만 년, 수백 만 년이 걸립니다. 왜냐하면 물리적으로 작은 알갱이가 되는 데 걸리는 시간 외에도 유기적 성분이 포함되어 영양분이 많은 성숙한 토양이 되기까지 걸리는 시간이 매우 길기 때문입니다.

▲ 흙의 생성 과정(출처: 에듀넷)

■ 흙의 구성

흙은 돌, 자갈, 모래나 더 작은 알갱이들 같은 무기물과 식물의 잔해인 유기물로 이루어져 있습니다. 이러한 무기물과 유기물이 흙의 구성 성분의 약 50%를 차지합니다. 그 외에 토양 공기와 토양 수분이 각각 25% 정도를 차지하고 있습니다. 특히 유기물은 5% 내외로 흙의 구성 성분에서 적은 양이지만 식물에 영양분을 공급하는 중요한 역할을 하고 있습니다. 

▲ 흙의 구성(출처: 에듀넷)

[자료출처: 에듀넷]