ifrain님의 문장 수집: "BIF, GIF, LIP
미네소타의 아이언레인지나 오스트레일리아의 해머즐리 산맥과 같은 곳에는 어떻게 그렇게 많은 철이 집중되어 있을까? 이런 광상의 대부분은 호상철광층banded iron formation(지질학자들은 BIF라고 부른다)이라고 알려진 퇴적층에서 유래한다. 이름에서 알 수 있듯이 이런 암석에는 붉은 띠 모양의 철이 들어 있다. 그 두께는 수 밀리미터에서 1센티미터에 이르며, 순수한 이산화규소(처트chert나 벽옥jasper의 형태)로 이루어진 띠가 번갈아 나타난다. 때로는 이런 띠가 연달아 수천 개가 반복되면서 노무 전면에 걸쳐 아주 넓게 펼쳐질 수도 있다. 1800년대 중반에 호상 철광층이 처음 발견되었을 때에는 그 의미를 알 수 없었다. 더 놀라운 점은, 이런 암석이 순전히 철과 처트로만 이루어졌고 진흙이나 모래는 아주 적거나 전혀 없다는 것이다. 보통은 고대의 바다에서 철이 퇴적될 때 진흙이나 모래도 같이 물에 휩쓸려 들어올 거라고 예상하기 마련이다.
그렇다면 물에 녹아 있는 철과 이산화규소로 이루어진 퇴적층은 어떻게 모래나 진흙과 섞이지 않고 바다 밑바닥에 쌓이게 되었을까? 먼저 알아야 할 것은 오늘날에는 철이 바닷물에 용해될 수 없다는 점이다. 왜냐하면 철은 빠르게 산화되어 다양한 형태의 산화철('녹')을 형성하고 다른 광물에 달라붙거나 바닥에 가라앉기 때문이다. 엄청난 양의 철이 바닷속으로 운반되어 농축되기 위해서는 산소 함량이 매우 적어 철에 녹이 생기지 않아야 한다. 따라서 아주 오래전에 철광층이 퇴적된 바닷속에는 산소가 전혀 없었을 것이다. 그리고 대부분의 지질학자는 대기 중에도 산소 농도가 매우 낮았을 것이라고 생각한다.
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“ 그다음으로는 바다 밑바닥이 아주 넓어야 한다. 그래야만 육지의 모래나 진흙이 거의 섞여 들어가지 않는 깊은 대양 분지에서 철과 이산화규소가 화학적으로 퇴적될 수 있을 것이다. 아마 철은 고대 바다의 중심부에 있는 분지에 퇴적되고, 모래나 진흙은 고대의 대륙 주변부에 있는 분지에 쌓였을 것이다. 그러나 해머즐리의 퇴적층은 얕은 대륙붕에 형성된 듯하며 모든 BIF가 이런 모형을 따르진 않는다. 마지막으로, 용해된 철을 대양으로 풍부하게 유입시키는 급원이 있었다면 철이 고도로 농축된 퇴적층이 훨씬 더 쉽게 만들어졌을 것이다. 대부분의 지질학자는 대체로 고대의 중앙해령에 있던 (철이 풍부한) 현무암질 용암의 풍화에서 유래했을 것이라고 추측하며, 어쩌면 육지의 암석이 풍화되면서 철이 물에 녹았을 가능성도 있다고 생각한다(그러려면 강물에도 산소가 전혀 없어야만 한다). BIF를 연구하는 지질학자들이 최근 알아낸 바에 따르면, 가장 거대한 철 퇴적층 중 일부는 엄청난 규모의 현무암 분출로 '거대 화성암 지대large igneous province(LIP)'가 형성되었을 때에 나타났다. 만약 대기와 대양에 산소 농도가 아주 낮아서 철이 산화되지 않고 용해된 상태로 있을 수 있다면, 이렇게 과도하게 분출된 용암이 풍화되는 동안에는 엄청난 양의 철이 만들어졌을 것이다. ”
『지구 격동의 이력서, 암석 25 - 우주, 지구, 생명의 퍼즐로 엮은 지질학 입문』 p.192, 도널드 R. 프로세로 지음, 김정은 옮김
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