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세계 최대의 결정이 만들어낸 경관

2018년06월13일 16:08
출처: ​연변일보   조회수:462

거대한 결정으로 가득찬 동굴이 지난 2000년 메히꼬 북부의 광산에서 발견됐다. 그 내부는 열기와 온기로 가득하고 결정의 기둥이 뒤얽혀있었다. 이 거대한 결정의 동굴은 어떻게 만들어진 것일가.

이 결정들은 ‘석고’로 이뤄져있다. 석고는 우리 주변에서 깁스나 조각품 등에 쓰이는 물질이다. 칼슘이나 황, 산소가 규칙적으로 결합하고 물분자를 가두어 생긴다.

석고 결정은 세계 각지에서 발견된다. 그 크기는 손바닥에 올릴 정도로 작은 것이 대부분인데 1메터가 넘는 경우는 아주 드물다. 그러나 이 동굴의 결정은 터무니없이 크고 그중에는 전체 길이 11메터, 너비가 1메터를 넘는 것도 있다.

동굴은 메히꼬 북부에 있는 나이카광산의 지하 240메터 지점에서 발견됐다. 지하 깊이 마그마 덩어리가 있기 때문에 동굴의 내부는 섭씨 45도, 습도 100%의 사우나 같은 환경이다.

결정 동굴의 내부에는 굵은 결정의 기둥이 다양한 방향으로 뻗어있다. 결정의 기둥만을 보고 있으면 어느 쪽이 우인지 알 수 없을 정도이다.

사면팔방으로 기둥이 늘어나는 리유는 기둥이 물속에서 성장했기 때문이다. 석고는 같은 부피의 물에 비해 2배 이상의 무게를 가진다. 그래서 만일 기체중에 결정의 기둥이 옆으로 계속 늘어나면 자신의 무게로 부러진다.

그러나 이 동굴은 최근까지 뜨거운 물로 채워져있었다. 결정의 기둥은 열수 안에서 성장했기 때문에 물의 부력으로 지탱되고 있었다. 그래서 다양한 방향으로 기둥이 계속 늘어난 것이다.

나이카광산일대의 지하수는 1985년 무렵, 지하의 광맥을 굴착하기 위해 퍼올려졌다. 이때 결정의 성분을 포함하는 동굴의 열수도 없어지고 결정의 성장이 멈춘 것으로 보고 있다.

당시 기둥은 이미 길게 성장해서 벽이나 다른 결정의 기둥으로 지탱되고 있었다. 그래서 기둥의 대부분은 붕괴를 면하고 그 모습은 2000년에 발견될 때까지 보존됐다.

결정은 성장하기 쉬운 방향이 정해져 있다. 그래서 처음에 작은 결정이 된 다음에는 한 방향으로 빨리 성장해 기둥모양이 된다.

자잘한 결정이 잔뜩 형성된 칼의 동굴은 벽 한면이 가늘고 긴 석고 결정으로 덮여있다. 이는 거대한 긴 석고 결정과는 또 다른 모습이다. 이 같은 차이는 어떻게 해서 생겼을가?

우선 결정이 되기 위해서는 처음에 미세한 결정, 결정의 ‘씨’가 생겨야 한다. 그러면 결정을 구성하는 원자가 씨에 차례차례 결합해 결정이 성장해나간다. 또 결정의 크기는 이 씨가 얼마나 생기는가에 좌우되는 경우가 많다. 처음에 결정의 씨가 많이 생기면 결정은 크게 자라지 않는다. 여기저기에 새로운 결정이 성장하기 때문에 서로 충돌해서 성장이 서로 방해되기 때문이다.

한편 결정의 씨가 조금밖에 생기지 않으면 결정끼리 부딪치는 일이 별로 없기 때문에 거대한 결정으로 성장한다. 결정 동굴에서는 오래동안 결정의 씨가 드물게 생기는 특수한 환경이 유지된 것으로 보인다. 《뉴턴》

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[편집:문화]
태그: 으로  결정  정의  석고 

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