연재_김범철 교수의 호수의 과학 32

호수의 생성기원

호수는 어떻게 만들어지는가?

김범철 강원대학교 환경학부 교수, 전 한국하천호수학회장, 전 4대강조사평가위원회공동위원장

호수는 어떻게 만들어지는가? 이것은 우리나라에서는 생소한 질문이다. 왜냐하면 우리나라의 호수는 거의 대부분 사람이 만든 인공 저수지이니 의미 없는 질문이기 때문이다. 우리나라는 호수가 많은 나라이다. 인공호가 17,000여개이니 면적당 호수의 수를 따지자면 우리나라는 세계에서 거의 최고 수준이다. 미국 미네소타 주의 별명이 호수가 많다고 해서 ‘Land of 10,000 lakes’인데 우리나라는 이보다 더 많은 것이다. 그러나 자연호의 수를 헤아려 보면 동해안에 석호가 몇 개 있고 낙동강변 배후습지를 포함하여 200개 정도의 자연호가 있기는 하나 사람이 만든 저수지에 비할 바가 아니고 대부분 크기도 작다.
호수는 우묵하게 파인 땅이므로 주변에서 들어오는 토사가 쌓이게 마련이다. 호수가 생성되고 나서 대개 수천 년, 수만 년이 지나면 모두 메워지고 육지가 되어 호수로서의 생을 마감한다. 우리나라에 자연호가 없는 것은 생성원인도 적었지만, 지질학적으로 나이가 많아서 오랫동안 침식과 퇴적작용을 거치면서 호수가 모두 소멸하였기 때문이다.

▲ 단층작용으로 생성된 모홍크 호수. 단층작용으로 갈라진 단단한 지각의 틈새에 형성되어 수변이 가파른 절벽으로 둘러싸여 있다.

자연호수의 가장 큰 생성 원인은 빙하
그러나 세계적으로는 호수의 생성 기원이 다양하다. 그 중에서 가장 많은 호수를 생성한 원인은 빙하이다. 지구의 기후변화를 보면 지난 260만년 동안 여러 차례 빙하기와 빙하간기가 반복하여 나타났는데, 마지막 빙하기는 15,000년 전에 끝나고 지금은 따뜻한 빙하간기(간빙기)에 있다. 빙하기에는 극지방과 고산지대가 얼음에 덮여 있고 빙하의 경계가 적도지방으로 전진하고, 빙하간기에는 얼음이 녹으면서 극지방으로 경계선이 물러나는 현상이 반복되었는데 빙하에 덮였다가 물러나는 곳에서 많은 호수가 생성되었다. 위도가 높은 미국 북부와 캐나다, 북유럽 지역이 이에 해당한다.
빙하가 호수를 만드는 이유는 얼음과 눈이 흘러내리는 빙하가 얼음 아래에 있는 흙과 바위를 함께 침식시키며 운반하기 때문이다. 얼음 덩어리에 섞여서 빙하와 함께 산 아래로 운반된 토사는 빙하가 녹을 때 산 아래 계곡 입구에 퇴적되어 입구를 막아 호수를 만든다. 빙하가 녹으면서 바람에 밀려 움직일 때 바닥을 파서 얕은 호수를 만들기도 하고, 얼음 덩어리가 땅에 박혀 있는데 그 위를 방하와 퇴적물이 이동하다가 빙하기가 끝나고 얼음이 녹으면서 움푹한 지형이 만들어지기도 한다.
화산활동도 호수를 만든다. 백두산 천지가 화산의 화구에 만들어진 화구호의 예이다. 화구호는 대개 수심이 깊고 원형이다. 화산으로 용암이 흘러나와 계곡이 막혀서 호수가 만들어지는 예도 있고, 산사태로 계곡이 막혀서 갑자기 호수가 만들어지기도 한다. 석회암과 같이 물에 녹는 암석이 기반암인 경우에 지하수에 의해 기반암이 녹아서 지반이 함몰하여 호수가 만들어 지는 예도 있는데 이를 용식호라고 한다.
하천에 의해 만들어지는 호수도 많다. 평탄한 지형을 흐르는 하천은 하도가 구불구불 휘어지여 홍수를 겪으면서 점차 하도가 바뀌기 때문에 이를 뱀이 기어가는 모양과 같다고 사행하천이라고 한다. 퇴적물이 쌓여서 하도가 바뀌면 과거의 하도가 격리되면서 호수가 만들어지는데, 끊어진 하도이므로 구부러진 초생달 모양이 형성된다. 이를 영어로 소뿔모양의 호수(oxbow lake)라고 부르는데 우각호라고 번역하였다. 우리나라에서는 낙동강이 전형적인 사행하천인데 우리나라의 사행하천들이 대부분 제방 건설로 인하여 직선화되었고 강변의 범람원에 있던 습지호수들도 대부분 농경지로 전환되었다. 강변의 범람원에는 홍수 시에 물이 채워지고 수위가 낮아지면 강으로부터 격리되어 호수가 되는 곳도 많이 생성된다. 필자가 어린 시절에는 한강 하류의 배후습지 호수들이 단골 낚시터였는데 이제는 올림픽대로 건설 등의 택지개발로 사라졌다.

▲단층작용으로 지각이 갈라진 틈에 호수가 형성되는 생성기원을 보여 주는 모식도. 미국 뉴욕주의 모홍크 호수.

수백만 년간 점점 커지는 호수도 있다
단층작용에 의해 형성되는 호수도 있다. 지각은 조금씩 움직이므로 두 지각이 만나서 부딪히는 곳이 있는가 하면, 갈라지면서 틈이 점차 벌어지는 곳도 있다. 단층으로 지각이 갈라진 곳을 지구대라고 하는데 여러 개의 일련의 호수가 연결되어 생성되기도 한다. 지각 틈이 계속 벌어지는 곳에 형성되는 호수의 특징은 나이가 많다는 것이다. 다른 호수들은 길어야 수만 년 이내에 메워져서 소멸하지만 이곳에서는 점차 간격이 벌어지므로 계속 호수가 확장되고 있고 수백만 년이 지나도 소멸하지 않는 고대 호수가 될 수 있다.
단층으로 만들어진 호수는 틈이 갈라지면서 바닥이 침식되어 깊은 계곡이 형성되기도 하며, 수심이 깊은 호수가 만들어지기도 한다. 지면의 암석이 단단하고 상대적으로 아래층의 암석이 무른 경우에는 아래층의 지층이 쉽게 침식되어 수변이 가파른 협곡을 형성하기도 한다.
미국의 뉴욕주에 위치한 모홍크(Mohonk)호수를 방문한 적이 있는데 이 호수는 지각이 벌어지는 지구대에 만들어진 호수로서 수변의 암석이 아직 침식되지 않아서 가파른 절벽으로 만들어져 다른 곳에서는 보기 어려운 특이한 아름다운 경관을 연출하고 있었다.
물을 즐기는 사람이라면 해외여행에서 다양한 호수를 방문하고, 그 기원을 찾아  본다면 큰 즐거움을 느낄 것이다.