한탄강지질공원

다른 폭포와 무엇이 다른걸까?

직탕폭포(直湯瀑布)는 한탄강 본류에 위치한 폭포로 편평한 현무암 위에 형성되어 우리나라의 다른 폭포들과는 달리 하천면을 따라 넓게 펼쳐져 있는 모습을 하고 있습니다. 직탕폭포는 용암이 겹겹이 식어 굳어진 현무암 위로 오랫동안 물이 흐르면서 풍화와 침식작용을 받는 과정에서 현무암의 주상절리를 따라 떨어져 나감으로써 계단 모양의 폭포가 형성된 것으로 높이는 약 3m에 불과하지만 너비는 약 80여 m에 이릅니다.

직탕폭포를 이루고 있는 암석은 신생대 제4기에 만들어진 현무암으로 형성 시기는 54만 년 전에서 12만 년 전 사이로 추정되고 있습니다.
이 암석은 서울과 원산을 잇는 추가령구조곡 하부의 연약한 지점을 따라 솟아오른 용암이 흘러내려와 굳어진 것으로 철원 용암대지를 구성하고 있는 현무암의 일부분입니다.

멈추면 비로소 보이는 것들

직탕폭포와 폭포 주변에 노출된 현무암에서는 육각형 및 다각형 모양의 구조가 눈에 띄게 관찰됩니다. 이는 현무암에 특징적으로 발달하는 주상절리 입니다. 현무암질 용암은 냉각과정에서 수축작용을 받아 그 표면이 육각형 및 다각형 모양으로 갈라지게 되며 냉각과정이 지속되면서 표면의 틈은 땅속까지 연장되게 됩니다. 이로 인하여 하나하나의 기둥모양의 바위들이 무수하게 서있는 것과 같은 모습의 단면을 갖게 되는 것입니다. 주상절리라는 말은 이 때문에 붙여진 것으로 주상절리가 발달한 곳에는 침식작용이 일어나면서 하나하나의 기둥들이 무너져 내려 수직절벽을 이루게 됩니다.

한편, 직탕폭포의 주변을 보면 여러 개의 용암층(현무암층)이 겹겹이 쌓여 있는 것을 관찰할 수 있습니다. 이 용암층은 추가령구조곡에서 반복해서 분출한 용암이 한탄강을 메우면서 흘러내려 겹겹이 쌓인 것입니다. 직탕폭포의 용암층은 크게 두 개의 단위로 구분되어지며, 그 증거로 용암단위 경계에서 용암 표면에서 잘 만들어지는 다공질 구조를 관찰할 수 있습니다.

직탕폭포 = 한국의 나이아가라폭포?

직탕폭포의 별칭은 한국의 나이아가라폭포입니다. 생김새만 비슷하게 보일 뿐 규모의 차이가 상당한 두 폭포사이에는 어떠한 연관관계가 있는 것일까요? 폭포 주변의 현무암을 자세히 들여다보았다면 그 해답을 찾을 수 있습니다.
직탕폭포는 여러 용암단위로 만들어진 현무암 위로 오랫동안 물이 흐르면서 풍화와 침식작용을 받는 과정에서 현무암의 일부분이 주상절리를 따라 떨어져 나감으로써 계단모양의 폭포가 형성된 것입니다. 이 경우, 폭포수의 떨어지는 힘에 의해 침식작용이 진행되고, 이에 의해 현무암 기둥들이 계속 무너져 내려 결국에는 폭포의 위치가 조금씩 강 상류쪽으로 침식해 들어간다는 의미에서 이것을 두부침식(頭部浸蝕, headward erosion: 침식이 상류 쪽을 향해 이뤄져 강의 길이가 길어지는 현상)이라고 합니다.
바로 여기에 해답이 있습니다. 직탕폭포가 한국의 나이아가라라고 불리는 것은 이와 같이 두부침식을 겪으며 후퇴하는 과정에서 나이아가라와 유사한 형태를 이루게 되었기 때문입니다.

직탕폭포 부근의 지형단면 A부분은 용암분출 이전의 땅(화강암)과 용암대지의 접촉부분입니다. B와 D부분은 용암대지의 상부이며, C부분은 현재 한탄강의 물길로 직탕폭포가 발달해 있습니다.
폭포 상부의 강바닥에는 주상절리가 잘 보입니다. [출처 : 김주환(1997)]

직탕폭포의 형성과정