고수동굴/천동동굴을 찾아서..

2010년 8월 2일 충북 단양에 있는 고수동굴과 천동동굴을 찾았다.

 고수동굴은 우리나라 천연기념물 제256호로 지정받은 국내에서 가장 화려하고 가치 있는 문화재 동굴이다.

동굴의 존재는 옛날부터 널리 알려져 왔는데 입구 부근에서 타제석기와 마제석기 등이 발굴되었다는 조사 보고로 보아 선사시대의 주거지로 이용되어 왔었음을 알 수 있다.

1976년에 한국동굴학회 주관으로 일본 동굴학회와 합동조사가 실시된 후 학술적, 관광적 가치가 크다는 것이 확인되어 1976년 학교법인 유신학원(유신고, 창현고)에 의하여 석회암 동굴의 자연관찰 현장학습장으로 개발되었다.

고수동굴의 지리적 위치

충청북도 단양군은 백두대간 민족의 여옹 소백산을 지붕으로 단양팔경과 수억년의 신비를 간직한 천연동굴, 그리고 환상의 뱃길, 단양호반이 어우러진 천혜의 명승지와 더불어 유서깊은 문화유적과 독특한 전통문화 행사가 4계절 열리고 있는 문화와 관광의 고을로 제천, 충주와 함께 주요 교통의 결절점의 역할을 하고 있다.

고수동굴은 단양읍 고수리 동경 128˚ 23´ 06˝, 북위 36˚ 59´ 08˝ 지점에 위치한다. 동굴앞으로는 남한강 상류의 지류인 금곡천이 흐르는 등우봉(해발 430m)의 남사면 해발 160m 지점에 동굴 입구가 있으며 출구는 설미기골 상류 해발 210m 지점에 있다.

교통상으로 중앙선 철도의 신단양역에서 북동쪽으로 약 2Km 남한강을 따라 거슬러 올라간 지점에 있으며, 중앙고속도로 북단양, 단양 톨게이트 중간 지점에 위치한다.

 

석회암 동굴에 대한 기초 지식

반수하동굴(半水下洞窟 Vadose tubes)

동굴의 상부지역으로 건조하며 동굴 형상이 단조하여 동굴 생성물의 흔적이 전혀없는 공동의 형상을 나타낸다. 이는 균열면의 발달이 전무하여 지하수의 침투현상도 없을뿐만 아니라 연결된 주굴의 동굴하천과도 연관성이 없는 일명 잔존동굴(Relict tube)이다.

종혈(Bell holls/cavities)

동굴의 최초 형성과 매우 연관이 깊은 동굴천정지형으로 종모양의 구멍이 동굴의 천정에 독립적 혹은 복합적으로 형성되는 현상이다. 고수동굴 전반부를 통하여 분포하며 규모는 폭 50~90m, 깊이 약 60~80m 정도이다.

암상단구(Nitch/noche/Rock terraces)

동굴의 벽면에 주로 나타나는 현상으로 벽면의 양안이나 한 쪽면이 움푹 패인 형상을 말한다. 주로 동굴 하천의 유수작용에 의한 침식현상으로 직류하는 동굴하천의 경우는 양안에 나타나며 곡류하는 경우에는 측방침식작용에 의해 한 쪽면에서만 나타나는 경우가 있다. 이는 기후변동에 의한 강수량의 증가 혹은 지반의 융기작용에 의한 동굴하천의 침식기준면이 급격히 하락하는 과정에서 나타난 결과이기 때문에 동굴 형성과 관련된 주요한 지사적 단위가 된다.

 

선반(Canopies)

동굴의 벽면에 선반같은 형상으로 붙어있는 고퇴적물의 잔형 지형으로 동굴하천의 의한 침식과 퇴적지형으로 동굴의 발달과정을 추정하는 중요한 지형자료를 제공한다. 고수동굴의 경우 퇴적물의 구성물질이 동굴 내부의 암석 쇄설물이 아닌 동굴 외부에서 유입된 규암이나 사암 등으로 구성되어 있으며, 퇴적물의 원형도(Roundness)로 볼 때, 고수동굴은 외부의 하천이 동굴의 내부로 일시적으로 유입된 하천성 동굴이라 할 수 있다. 선반의 퇴적지형지물을 분석하면 기후변동에 의한 수문환경과 수문작용에 의한 지형 변화에 따른 동굴환경의 종합적인 자료를 얻을 수 있다.

이단동공(Bilevel passages)

동굴의 발달과정이 수직으로 연결된 2단의 동굴형으로 고수동굴은 상단에서 하단으로 관광코스가 개발되어 있다. 퇴적암의 층리면이나 균열면을 따라 시작된 동굴 확장이 2단으로 분리되는 현상은 지하수면의 하강 현상에 의한 잔존지형이라 볼 수 있다.

석회화댐(Rimstone dame/Rimpool)

방회석의 광물이 하상에 집적되어 마치 산간지의 계단식 농지와 같은 지형으로 동굴하천의 유속이 매우 느릴 때 형성된다. 고수동굴에는 대형과 중형의 다양한 규모로 발달해 있다.

수직동공(Vertical shaft)

외부하천이 동굴내부로 유입된 증거로 상부 혹은 꼭대기 측면에 층리면을 따라 유입된 통로와 연결되어 있다. 고수동굴의 경우 수직 원통의 동공이 단구와 함께 동굴하천의 지류와 연결된 지형을 말한다.

동굴 조형암(Speleothem)

유석침적암은 동굴 내외에서 탄산칼슘에 의한 집적현상으로서 다양한 형상을 가지지만, 지하동공의 발달이 활성적일 때 보다 동공이 확장된 후에 유석침적암이 다량으로 형성된다. 동굴하천에 의한 하각작용이 재활되는 과정이나 그 후에도 형성될 수 있다. 특히 동굴이 건수상태(Vadose zone)에서 주로 형성되며 침적이 동공내에 이루어지면 결과적으로 동공은 매립되어 축소되는 것이다. 유석침적암 지형으로 종유석, 석순, 석주, 유석, 석회화단구, 동굴진주, 석화, 침석(tufa) 등이 있다.

① 종유석(Stalactite)은 동굴내의 균열면을 따라 탄산칼슘 침전수의 응집으로 천정에서부터 형성된 고드름과 같은 형상으로 짚모양, 큰 기둥 같은 다양한 형태가 발달한다.

② 석순(Stalgmite)은 종유석에서 탄산칼슘이 응키고 난 이후, 잔존 칼슘함양의 물방울이 동굴바닥에 떨어져 상향으로 성정하는 형상으로 상부의 종유석과 하부의 석순이 연결되면 기둥모양의 석주(Column)가 된다.

③ 유석(Flowstone)은 탄산칼슘을 함유한 물방울이 균열면을 나와 벽면을 따라 흘러 침적된 현상을 말한다. 2차삼투에 해당되는 단층면, 습곡면, 층리면, 균열면 등이 동굴 내부에 형성된 상태에서 탄산칼슘의 양에 따라 다양한 형상이 창출될 수 있다. 커텐과 같은 Drapery, Bacon 등이 있다.

④ 석회화 단구(Rimstone dame)는 주굴의 동굴하천으로 연결되는 소규모 하천에서 유량이 매우 소량일 때 탄산칼슘이 바닥에 모여져서 마치 산간지의 계단농지와 같은 모양의 단구가 형성된다.

⑤ 동굴진주(Cave pearl)는 세가지 종류로 구분된다. 개별 형상의 구경이 2mm이하일 때 란석(卵石 Oolites), 2mm이상이며 불규칙적인 형상일 때 Pisolite라 하며, 일반적으로 동굴진주는 8~15Cm에 1Kg의 규모를 뜻한다. 형성과정은 박쥐의 뼈와 같은 미량의 유기물 조각이나 모래와 같은 무기물 등이 핵을 이루어 부변에서 이입되는 탄산칼슘수가 조금씩 겹쳐져서 점차 커지게 된다.

⑥ 석화(Cave flower/Helectite)는 동굴의 천정이나 벽, 바닥에 형성된 다양한 형상으로 꽃 모양이 많다.

⑦ 침석(Tufa)은 동굴에서 유출되는 폭포나 동굴 용천(Spring) 등의 외벽이나 그 하단부에 침적된 현상을 말한다.

 

1977년 12월 8일 지방기념물 제 19호로 지정된 천동동굴은 천동리 마을 뒷산 중턱에 위치한 석회암층 천연동굴로, 1977년 2월 마을주민에 의해 발견되었다. 약 4억 5,000만년전부터 생성된 470m의 동굴로서 석순의 규모는 장대하지 못하나 매우 정교하고 각양각색의 종유석과 석순, 석주가 있어 아기자기한 분위기를 느낄 수 있다. 계류수면보다 약 50m 정도 높기 때문에 지하수의 침투량이 적어 천정에서 떨어지는 낙수는 소량이다. 따라서 종유석과 석순의 생성이 매우 느리게 이뤄지고 있어, 동굴 발달 초기단계인 만유년기의 동세를 보여준다.