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싱크홀 원인과 함몰 이유 중 하나는 인간(지하철 공사 등)

키스 키스세븐 2018.01.18 13:34

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[싱크홀 원인과 함몰 이유 중 하나는 인간(지하철 공사 등)]

도로나 집이 갑자기 꺼지는 싱크홀 원인의 일부는 아직도 정확히 모르고 있는 중입니다. 그러나 또 다른 이유 중 하나는 인간이 만든 재해 때문인 것으로 알려져 있습니다. 갑자기 땅이 꺼지면서 빨려 들어간다는 것은 큰 공포가 아닐 없습니다. 




[글의 순서]

싱크홀이 생기는 원리

싱크홀이란? 자연적 이유

인간에 의한 싱크홀 원인


[엮인 글]

지하철 공사 방법 - 어떻게 땅굴을 만들어서 건설공사를?



싱크홀이 생기는 원리


싱크홀 원인은 여러 가지가 있지만, 도시의 싱크홀 함몰 이유 중 가장 대표적인 것을 설명합니다. 땅이 가라앉는 것에는 크게 "침몰형"과 "붕괴형"이 있습니다. 

그 중에서도 붕괴형은 압력을 견디다가 한계점에 이르게 되면 갑자기 꺼지므로 공포스러운 상황이 됩니다. 


사진: 과테말라에 생긴 싱크홀의 사진(사진: 과테말라에 생긴 싱크홀의 사진 [싱크홀 원리] / ⓒ Lee Craven)


땅은 위에서부터 엄청난 압력을 받습니다. 땅 속이 꽉 차 있다면 문제가 없겠지만, 우리 생각만큼 꽉 차 있지 않습니다. 

그 중에서 대표적인 것이 바로 지하수입니다. 석회암 지대는 산성비와 지하수가 땅 속의 암석을 녹여서 싱크홀 원인이 되기도 하지만, 그 외의 지역에서는 지하수가 빠져 나가서 생기기도 합니다. 


사진: 싱크홀의 생기는 과정을 그림으로 설명한 것.(사진: 싱크홀의 생기는 과정을 그림으로 설명한 것. [싱크홀 원리] / ⓒ water.usgs.gov 소스 / www.kiss7.kr 편집)


공기는 강한 힘을 가지고 있지 않지만, 잘 밀봉한 에어백은 큰 힘을 견딥니다. 물도 큰 압력을 못 견딜 것 같지만, 지하가 암석과 물로 꽉 차있다면 큰 압력을 견딜 수가 있습니다. 

하지만 지하수가 빠져나가서 공간이 생긴다면, 밀봉되지 못한 에어백처럼 압력에 약해집니다. 지하수가 자연적으로 약해지는 경우도 있지만, 인간이 건드려서 싱크홀 함몰 이유가 되기도 합니다. 


사진: 지하수 등이 빠져 나가면 공동이 생기면서 싱크홀 함몰의 이유가 된다.(사진: 지하수 등이 빠져 나가면 공동이 생기면서 싱크홀 함몰의 이유가 된다. [싱크홀 원리] / ⓒ whatsonxiamen.com)


땅 속에 지하수가 흐른다는 것은 자연적으로 물이 흘러가도록 환경이 꾸며졌다는 것입니다. 그런데 지하철 공사를 하면서 지하수 옆 암석에 구멍을 내거나, 흙의 두께를 얇게 만든다면 지하수는 새면서 다른 방향으로 흐를 것입니다. 

그러면 지하수가 흐르던 공간은 물이 말라버린 강처럼 빈공간이 되거나 낮아져서 압력을 견디기 어려워집니다. 


사진: 싱크홀 단면을 설명하는 외국 사이트의 설명도.(사진: 싱크홀 단면을 설명하는 외국 사이트의 설명도. [싱크홀 원리] / ⓒ brighthub.com)


그래도 자연은 바로 아프다고 하지 않고 참습니다. 그런데 인간은 그 위에 도로를 내고 콘크리트와 아스팔트까지 얹습니다. 견디는 데까지 견디던 자연이 항복 선언을 하고 주저앉습니다. 이것이 싱크홀의 원인입니다. 

아래쪽에서 무너지면 그 바로 위 흙들이 따라서 무너지면서 결과적으로는 매우 깊은 구덩이를 만들게 됩니다. 





싱크홀이란? 자연적 이유


최근 '싱크홀(sink hole)'의 함몰 이유가 인간의 자연훼손 때문에 발생한다는 소식이 전해지면서 무분별한 개발에 대한 반성이 나오고 있습니다. 

그러나 싱크홀은 원래부터 자연에 있는 것이었습니다. 멕시코의 싱크홀인 '제비동굴'은 깊이 376m나 되며 베네수엘라의 '사리사리나마'도 350m나 됩니다. 바하마의 수중 싱크홀인 '딘스블루홀'은 202m입니다. 


사진: 세계적으로 유명한 멕시코 제비동굴의 내부 모습.(사진: 세계적으로 유명한 멕시코 제비동굴의 내부 모습. [싱크홀이란] / ⓒ tacno.net)


자연적인 싱크홀 원인은 여러 가지가 있습니다. 학교 다닐 때 배운 지각의 침강과 융기가 대표적인 경우입니다. 땅이 솟거나 내려갈 때 생긴 공간이 함몰하는 것입니다. 

또한, 단층과 습곡도 학교에서 배웠는데, 땅 속에는 층이 있다는 것입니다. 층이 다른 땅이 접해있는 자리에서도 공간이 생겨서 싱크홀 함몰 이유가 됩니다. 


사진: 습곡은 지층이 연결되어 있고 단층은 분리된다. 하지만 횡압력에 의한 것은 공통점이다.(사진: 습곡은 지층이 연결되어 있고 단층은 분리된다. 하지만 횡압력에 의한 것은 공통점이다. [싱크홀이란] / ⓒ Greg Beaumont, dersteknik.com)


그리고 싱크홀 원인 중 또 하나는 지하수입니다. 진흙으로 된 연약한 지반에서도 나타나지만, 특히 석회암으로된 지층에서 심하게 나타납니다. 

땅 밑에 지하수가 꽉 차서 흐르면 문제가 없지만, 산성비는 석회암을 녹여서 공간이 생기게 하고, 그러면 압력을 견디는 힘이 약해져서 무너져 내리는 것이 싱크홀 함몰 이유인 것입니다. 





인간에 의한 싱크홀 원인


자연 상의 싱크홀 원인은 워낙 규모가 크고 다양해서 싱크홀 함몰 이유를 정확히 규명하지 못하는 것도 있습니다. 그래서 싱크홀은 신비로움을 주기도 합니다. 

반면 인간이 저지른 행위 때문에 발생하기도 하는데, 대표적인 경우가 남아프리카 공화국의 '킴벌리 빅홀'입니다. 다이아몬드를 캐기 위해 마구 파헤쳐서 240m의 싱크홀이 생겼습니다. 


사진: 인위적인 싱크홀로 유명한 남아프리카공화국의 킴벌리빅홀.(사진: 인위적인 싱크홀로 유명한 남아프리카공화국의 킴벌리빅홀. [싱크홀 이유] / ⓒ I)


도시에 갑자기 싱크홀이 생긴다면 지하철 공사 등 무분별한 지하 공사 때문일 가능성이 있습니다. 만약 지하 공사 때문이 아니라면, 지반의 상태를 파악하지 않고 지상 공사를 했을 때도 싱크홀 원인이 됩니다. 

물론 예기치 못했던 지반 변화 때문에 생기는 싱크홀 함몰 이유도 제외할 수는 없습니다. 


사진: 일본 후쿠오카의 도시 한복판에 발생한 싱크홀. 인간에 의한 대표적인 경우.(사진: 일본 후쿠오카의 도시 한복판에 발생한 싱크홀. 인간에 의한 대표적인 경우. [싱크홀 이유] / ⓒ bbc.com)


지하 공사에서 싱크홀 함몰 이유가 되는 것은 지하철 공사 등을 할 때 땅의 굳기나 지하수의 흐름을 제대로 계산하지 않고 했을 경우가 있겠습니다. 

지상의 공사로 인한 싱크홀 함몰 이유는 공장용수 등으로 사용하려고 지하수를 끌어다 쓰면서 발생하는 것이 있습니다. 지하수가 빠져나가면서 압력을 못 견디면 싱크홀 원인이 됩니다. 

[저작권법 표시] 이 글의 원본: 키스세븐(www.kiss7.kr)


사진: 옐로스톤 국립공원 간헐천. 자연적인 싱크홀도 지구 상에는 많다.(사진: 옐로스톤 국립공원 간헐천. 자연적인 싱크홀도 지구 상에는 많다. [싱크홀 이유] / ⓒ Jürgen Böhm)


자연을 이용하려면 인간은 더 연구하고 더 지혜로워야만 하는 것입니다. 그저 땅을 파는 것이 아니라 땅의 습성을 최대한 훼손하지 않으면서 공사를 하고 물을 끌어다 써야 합니다. 

그렇게 하지 않는다면 결국 도시의 싱크홀 함몰 이유는 인간이 저지른 행위 때문일 수밖에 없습니다. 



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혹시 읽을만한 것이 또 있을지도 모르잖아요? ^^

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