알프스 마테호른(Matterhorn, 또는 세르벵 Cervin)의 지질구조
프랑스어로는 세르벵(Cervin)이라 하고 이탈리아어로는 몬테체르비노(Monte Cervino), 독어로는 마테호른(Matterhorn, \'목초지의 뿔\'을 의미)이라 불리는 중부 알프스의 산이 있다. 알프스의 많은 산들 가운데 아마도 가장 아름다운 산으로 마치 피라미드 같은 암봉을 가진 4,477m 높이의 산이다(그림 1). 아름답고 웅장한 나머지 파라마운트 영화사의 로고로도 사용된 산이며, 몬테로사산맥의 주봉이다. 이 산은 스위스의 체르마트(Zermatt, 해발 1,605m)라는 작은 도시의 남서쪽 10 km에 위치한다. 따라서 사면이 아름다운 북부의 대부분은 스위스의 체르마트(Zermatt)에 속하며, 남쪽은 이탈리아의 브뢰이-세르비니아(Breuil-Cervinia)에 해당한다.
1865년에 처음 등정이 된 산으로 등반의 역사에서 많은 희생자가 난 곳으로 악명 높은 험악한 봉우리이다. 1,000m를 넘는 깎아지른 수직절벽을 보면 이 봉우리의 역사가 보통이 아님을 짐작할 수 있다. 절벽 아래 부분에는 윗부분과는 아주 다른 암석이 분포한다. 어떤 부분은 암녹색의 어두운색의 암석이며, 다른 부분은 더 밝은 색인데, 완만한 경사를 보이는 퇴적층에 해당한다. 가까이 가보면 검은색의 암석은 반려암과 사문암에 해당하며 오피올라이트, 즉 해양지각으로 심해저 퇴적물과 연관된 층군의 한 부분을 이룬다. 위에 놓인 대륙 암체에 까지 올라가 보면, 두 서로 다른 양상의 암석이 접하고 있는데, 아주 급격한 차이를 보이며, 또한 수평적으로 접촉부를 보임을 알 수 있다. 이는 위에 놓인 대륙암체(남 알프스 대륙 또는 북아프리카 대륙)가 다른 대륙인 유럽대륙암체의 위로 수평으로 약 50km 이상 이동해 와서 놓인 것이다(그림 2). 이동 당시 알프스의 동부 대부분을 이 남 알프스 대륙암체가 덮고 있었으나, 이후 풍화와 침식, 삭박으로 수백만 ㎦의 나쁘(이동운반암체) 부분이 사라져버렸다. 단지 일부 조각만이 남아 마치 대륙조각이 하늘에서 내려온 듯한 양상을 보인다. 이런 조각을 클리프(Klippe, 이동잔류암체)라 한다. 세르벵과 같은 거대한 이동암체들이 이 일대에는 또 있다. 체르마트 지역 고봉의 하나이며, 톱니궤도의 산악철도 종점인 고르너그라트(Gornergrat)에서 세르벵을 바라보면(그림 3), 정상부의 피라미드 절벽 아래로 해양으로부터 유래된 암층이 보인다. 여기서부터 해양암층이 수 km에 걸쳐 발달하고 브레이토른(Breithorn)봉 근처에서는 고도 4,000m에까지 노출되어 있다. 이 해양암층은 산 넘어 이탈리아 쪽으로 연장되며, 넓은 지역을 덮고 있으므로 세르벵의 남쪽 사면인 브뢰이-세르비니아(Breuil-Cervinia)로 가는 길에 수십 km에 걸쳐 노출되며 아오스떼(Aoste) 계곡까지 발달하고 있다. 이들을 구성하는 암석은 페리도타이트(peridotite)와 사문암(serpentine) 그리고 때로는 반려암과 현무암들인데 뒤죽박죽된 상태를 보인다. 해양 심부에서 만들어진 암석인 이 암석들은 깨지고, 뒤틀리고, 전단되고, 신장선구조가 발달하고 있으며 때로는 흰색 방해석 덩이들이 암층의 검은 바닥에 더덕더덕 붙어있는 것을 볼 수 있다. 이 암석들은 심한 변성작용을 받았으므로 붉은색의 석류석과 푸른색의 글로우코판(glaucophane), 그리고 운모들이 만들어졌다. 이러한 광물들은 해양저 바닥근처에 있던 암층이 지하 30-50km의 깊이에 까지 끌려들어가 온도가 올라가고 압력이 높아진 상태를 경험했음을 지시한다. 어떻게 해서 알프스산맥의 한 가운데 해양으로부터 유래된 수백㎦ 물질이 있게 된 것일까? 이를 알아보기 위해서는 주변, 전체를 조사해 보면 그 이유를 알 수 있다. 여러 곳에서 해양지각의 암석이 유럽대륙지각인 고생대의 결정질 암석 위 또는 중생대의 해양퇴적암 위에 놓여있는 것을 볼 수 있으며 이러한 접촉부는 몽블랑처럼 편마암이나 화강암으로 주로 구성된 세르벵(Cervin)과 몽 로즈(Mont Rose, 4,638m) 사이에서 관찰된다. 이 지역 봉우리를 관찰해보면 해양 오피올라이트가 대륙지각의 위에 확실히 놓이고 있다. 이들 사이의 접촉부는 트러스트에 의한 단층접촉에 해당하는데, 해양지각으로 된 이동체(nappe)의 바닥면이 그 경계에 해당한다. 이 이동체는 적어도 50km 이상 대륙위로 이동하였으며, 이러한 현을 압등(obduction)이라고 한다. 더 남쪽의 비소(Viso)산에서는 이동암체가 150km나 이동하였다. 결국 세르벵 지역의 단면 구조를 보면, 샌드위치와 같은 양상임을 알 수 있다. 두 서로 다른 대륙이 평행하게 겹쳐져 있는 모양으로 두 대륙암층의 사이에 두 대륙 사이에 존재하던 해양의 암층이 끼여 있다(그림 2). 결국 그림 2와 같이 두 대륙의 충돌에 의해 남 알프스대륙(아프리카 대륙의 북쪽 전방 일부)이 유럽 대륙위로 올라타고 있음을 알 수 있다. 이러한 역사는 지질시대에서 비교적 젊은 신생대에 일어난 것인데, 우리나라 부근에서도 이러한 충돌대 구조가 발달함이 알려지고 있다. 다만 그 시기가 고생대 말-중생대 초 이어서 충돌 이후 보다 많이 침식과 삭박이 일어나, 알프스와 같이 아름답고 웅장했던 산맥의 흔적이 지워졌을 뿐 내용은 비슷했다고 볼 수 있다. 참고문헌 그림 1. 세르벵(Cervin) 봉을 포함한 검은 선의 윗부분은 동쪽(왼쪽)에서 서쪽(오른쪽)으로 이동해온 남 알프스 대륙(아프리카 대륙의 북부)의 결정질암이고, 왼쪽 하단의 검은 선 아래는 유럽대륙의 암석들이다. 이들 두 대륙 암석의 사이에 층상으로 된 검고 흰 부분은 두 대륙 사이의 해양지각과 퇴적물이 끼여서 이루어진 오피올라이트이다. M. Mattauer 교수의 저서(1989)에서 인용. 그림 2. 두 대륙이 포개어지는 과정을 보여주는 그림으로, 검은 부분이 두 대륙 사이에 있던 해양지각의 암층들이다. 결국 세르벵(Cervin, 또는 마테호른)봉 일대는 동쪽에서 이동해 온 대륙의 일부가 유럽대륙 위에 올라타고 있는, 마치 왕관 같이 생긴 클리페(Klippe)라 볼 수 있다. M. Mattauer 교수의 저서(1989)에서 인용. 그림 3. 체르마트 지역의 고봉의 하나이며, 톱니궤도의 산악철도 종점인 고르너그라트(Gornergrat)에서 바라 본 세르벵. 마치 북아프리카 대륙을 안고 있는 유럽대륙처럼 딸을 안고 있는 필자(1993년). |