용암의 유형

현무암질 용암

현무암은 고철질(Mg, Fe, Ca이 많은) 성분의 분출 화성암이며 세 가지 화성암 유형 중 가장 낮은 실리카 함량을 가집니다. 반려암은 이것의 관입암 형태입니다. 맨틀용융의 산물인 현무암질 마그마는 마그마 중 가장 흔한 유형입니다. 이들은 중앙해령을 따라서 그리고 판 내부의 열점에서 생성되며 대륙열 및 다른 확장대에서도 만들어집니다. 현무암질 용암으로 주로 구성된 하와이의 화산섬은 열점 위에 놓여있습니다.

 현무암질 용암(basaltic lava)은 뜨겁고 유동적인 마그마가 화산의 배관 시스템을 채우고 넘칠 때 분출합니다. 현무암질 분출은 거의 폭발적이지 않습니다. 육지에서 현무암질 분출은 용암을 화산의 측면을 따라 보내 커다란 내를 이루며 흐르면서 진로에 있는 모든 것을 집어삼킵니다. 차가울 때 이들 용암은 검거나 암회색을 띠나, 높은 분출온도(1,000~1,200°C)에서는 붉거나 노란색으로 작열합니다. 그 높은 온도와 낮은 실리카 함량 때문에 극히 유동적이어서 경사 아래로 빠르고 멀리 흐를 수 있습니다. 비록 시속 수 킬로미터의 속도가 주로 흔하지만, 시속 100km의 속도로 흐르는 용암천이 관찰된 적도 있습니다. 1939년에 2명의 용감한 러시아 화산학자가 상대적으로 찬 고화된 용암의 뗏목 위에서 액체 현무암의 강을 따라 떠내려가면서 온도를 측정하고 기체 시료를 채취하였습니다. 그 뗏목의 표면 온도는 300°C였으며, 그 강의 온도는 870°C였습니다. 용암천이 그 근원지로부터 50km 이상 흐른 것이 관찰된 적이 있습니다.

 현무암질 용암류는 어떻게 식느냐에 따라 다른 형태를 취합니다. 땅에서는 파호이호이 혹은 아아 용암으로 굳습니다.

 파호이호이(Pahoehoe, 하와이어로 새끼 또는 밧줄 모양'이라는 뜻) 용암은 아주 유동적인 용암이 식으면서 시트처럼 퍼지며 얇은 유리질의 탄성적인 껍질이 표면에 굳을 때 만들어집니다. 녹은 액체가 표면 아래에서 계속 흐르면 그 껍질은 끌리고 꼬아져 새끼줄과 닮은 꼬인 습곡을 만듭니다.

 '아아(aa)'는 조심성 없는 사람이 축축하고 금방 판 흙처럼 보이는 용암 위를 맨발로 걷다가 소리 지를 때 내는 소리입니다. 아아는 용암이 그 기체 성분을 잃음에 따라서 파호이호이보다 천천히 흐를 때 생성되며 두꺼운 껍질을 가지게 됩니다. 용암류가 계속 움직이면서 두꺼운 껍질은 거칠고 들쑥날쑥한 덩어리로 깨집니다. 이 덩어리들은 각력의 경사가 심한 전면으로 쌓이면서 트랙터 자국처럼 전진합니다. 아아는 정말 가로지르기 까다롭습니다. 좋은 신발도 그 위에서는 약 1주일쯤 버틸 수 있을 뿐이고, 그 위를 걷는 사람은 무릎과 팔꿈치에 상처가 날 것을 각오해야 합니다.

 언덕 아래로 흐르는 하나의 현무암류는 용암이 아직 유동적이고 뜨거운 근원지 근처에서는 흔히 파호이호이 양상을 띠나, 멀리 흐른 곳에서는 차가운 공기에 오랫동안 노출되어 용암류의 표면이 두꺼운 바깥층을 발달시킨 아아의 양상을 띱니다.

 물아래에서 식은 현무암질 마그마는 베개 용암(pillow lavas)을 만듭니다. 이는 약 1m 넓이의 타원체이며 베개 같은 현무암 덩어리가 쌓인 것입니다. 베개 용암은 메마른 대륙의 어떤 지역이 한때는 물속에 있었음을 말하는 중요한 지시자입니다. 스쿠버 다이빙을 하는 지질학자들은 하와이 앞바다의 해저에서 베개 용암이 만들어지는 것을 실제로 관찰하였습니다. 녹은 현무암질 용암의 혀가 차가운 바닷물을 만나면서 거칠고 플라스틱 같은 껍질을 발달시킵니다. 껍질 내 용암이 보다 천천히 식기 때문에 베개의 내부는 결정질 조직이 발달되는 반면 빨리 식은 껍질은 결정이 없는 유리로 굳습니다.

안산암질 용암

안산암은 중간 정도의 실리카 함량을 가진 분출 화성암이며, 그 심성암 형태는 섬록암입니다. 안산암질 마그마는 섭입대 위의 화산대에서 주로 생성됩니다. '안산암'이란 이름은 그 대표적인 예인 남아메리카의 안데스산맥으로부터 온 것입니다.

 안산암질 용암(andesitic lavas)의 온도는 현무암질 용암의 온도보다 낮으며, 실리카 함량이 높아 보다 천천히 흐르며 끈적이는 덩어리로 뭉칩니다. 만약 이 끈적이는 덩어리가 화산의 목구멍을 막으면 그 아래에서 기체가 증가하여 결국 화산의 꼭대기를 날려버리게 됩니다. 1980년 세인트헬렌스산의 폭발적인 분출은 유명한 예입니다.

 역사상 가장 파괴적인 화산분출의 일부는 증기(phreatic) 폭발입니다. 이는 뜨겁고 기체가 많은 마그마가 지하수나 해수를 만날 때 엄청난 양의 과열된 증기를 만들면서 일어납니다. 인도네시아의 안산암질 화산인 크라카타우섬은 1883년 증기 폭발로 파괴되었습니다. 이 전설적인 폭발은 수천 킬로미터 떨어진 곳에서도 들렸고 4만 명 이상을 죽인 쓰나미를 발생시켰습니다.

유문암질 용암

유문암은 실리카 함량이 68% 이상인 규장질 성분 (Na과 K이 높은)의 분출 화성암이며, 그 심성암 형태는 화강암입니다. 유문암은 밝은 색이며, 간혹 예쁜 핑크빛을 보이기도 합니다. 유문암질 마그마는 맨틀로부터의 열이 많은 양의 대륙지각을 녹인 지역에서 만들어집니다. 오늘날 옐로스톤 화산은 거대한 양의 유문암질 마그마를 만들고 있는데, 이는 천부의 마그마 저장소에서 그 양이 증가되고 있습니다.

 이것은 안산암보다 낮은 용융점을 가지며 단지 600~800°C의 온도에서 액체 상태입니다. 유문암질 용암(rhyolitic lava)은 다른 어떤 용암 유형보다 실리카가 풍부하기 때문에 가장 점성이 큽니다. 유문암류는 전형적으로 현무암류보다 열 배 이상 느리며 두껍고 빵빵한 층을 쌓는 경향이 있습니다. 기체는 유문암질 용암아래에서 쉽게 갇히며, 옐로스톤과 같이 큰 유문암 화산은 모든 화산분출 중에서 가장 폭발적입니다.