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흙의 탄생과 비밀

흙의 탄생
우리가 늘 밟고 다니며, 식물들이 심어져 자라는 흙은 어떻게 만들어지는 것일까요?
흙은 언뜻 보면 늘 그대로 인 것 같지만 사실은 끊임없이 변화하고 있답니다. 우선 흙이 어떻게 만들어 지는지 알아보죠.
흙이 생기는 과정은 크게 두 가지로 나눠 볼 수 있습니다.
첫번째로 일반적인 경우로서 큰 바위가 오래 세월을 거쳐 비, 바람, 기온, 생물 등의 작용을 받아 부서져 쪼개지고 또 쪼개져서 가루가 되며, 이 가루가 모여서 흙이 생기는 것이지요.
1cm 두께의 흙이 만들어지는 데는 약 200년의 세월이 필요하다고 하네요.
두번째로는 좀 더 특별한 경우로 여러 해 동안 나뭇잎이나 나뭇가지, 여러 생물들의 죽은 잔해들이 쌓이고 쌓여 지속적인 압력을 받아 그 안의 수분이 전부 빠져나가서 유기물이 모여서 생기는 흙이지요.
첫번째처럼 바위가 부서져 돌, 자갈, 모래나 더 가는 가루가 모여 흙이 되는 경우에 흙이 되는 최초의 바위를 가리켜 어머니가 되는 바위라는 뜻으로 모암(母岩)이라고 부르지요. 또한 흙이라고 부를 수 있을 정도로 작아진 것을 모재(母材)라고 합니다. 이 모재가 여러 작용에 의하여 흙의 층위가 나누어져 비로소 흙으로 탄생한답니다.
탄생의 비밀
어떻게 큰 바위가 2mm로 안되는 작은 흙으로 변할 수 있었을까요? 그것은 바로 물과 바람의 힘입니다.
이른바 풍화작용이라고 하는 것이지요.
  • 풍화작용과 토양생성작용, 풍화란 지표면의 바위가 공기, 물, 온도 따위의 작용으로 차츰 부서지는 현상

  • 1.물의 힘을 보자면 여름내 온 비가 바위틈에 흘러 스며들었다고 할 때 일부는 증발하겠지만 일부는 겨울까지 가서 추운 날씨에 얼어버리겠지요?
  • 이때 물은 얼면서 자신의 몸을 부풀리는 팽창을 하게 된답니다.
  • 우리가 냉장고에 얼음을 얼리면 처음 넣은 물보다 더 커지는 것도 같은 이치지요. 이런 과정을 되풀이하면서 바위는 그 팽창하는 힘을 이기지 못하고 부서지게 되지요.
  • 2.식물의 뿌리 입니다.
  • 처음에는 바위의 좁은 틈에 있는 흙 위에서 자라던 식물이 점점 자라나면서 바위틈 속으로 뿌리를 내리게 되며 이 힘을 이기지 못한 바위는 조각이 나는 것이지요.
  • 3.식물이 바람의 힘이랍니다.
  • 오랜 기간 바위는 바람에 깎이고 바람에 실려온 미세한 모래 입자들에 의하여 깎이고 깎이어 점차 작은 모습으로 변해가지요.
  • 이와 더불어 동물의 사체나 낙엽 등이 쌓여 분해되고 흙과 함께 화학적 작용을 일으키면서 우리가 농사를 짓거나 나무를 심을 수 있는 비옥한 흙으로 다시 태어나는 것이지요.
흙의 구성
일반적으로 흙에는 돌, 자갈, 모래나 더 가는 가루들과 식물의 잔해물인 유기물로 이루어져 있답니다.
일반적으로 돌, 자갈, 모래나 더 가는 가루들과 유기물 등의 고형물(무기물+유기물)이 약 50% 내외이며, 그 외에도 토양공기와 토양수분이 각각 25% 정도로 차지하고 있답니다.
특히 유기물의 5%내외로서 적은 부분을 차지하지만 식물에 영양분을 공급하는 중요한 역할을 한고 있습니다.
  • 흙의 구성성분

  • 흙의 여행
  • 만들어진 흙은 그 자리에서 가만히 있는 경우도 있지만, 경우에 따라서는 멀리멀리 여행하기도 한답니다. 예로서 산의 바위가 풍화되어 만들어진 흙이 강이나 바다로 이동하는 경우이지요.
  • 흙의 여행

흙은 산에서 중력에 의하여 붕괴되어 산록경사지를 이루기도 하고, 더 나아가 곡간지와 평탄지를 지나 바다에 이르기도 합니다. 원래 위치에서 멀리 여행 할수록 자갈이나 토양입자는 점점 잘게 부서지고 표면이 매끄럽게 됩니다.
  • 흙의 종류
  • 흙이라고 다 같은 흙은 아니랍니다. 흙도 그 모양과 구성에 따라 여러 흙으로 나뉘지요. 예를 들면 모래가 많은 흙, 점질이 많은 흙 및 유기물이 많은 흙 등이 있답니다. 작물이 잘 자라기 위해서는 각 작물이 좋아하는 흙의 조건을 맞추어 주거나 또는 그 흙에 알맞은 작물을 심어야 한답니다.
  • 흙의 종류(토성)는 어떻게 정의하고 측정하는지 알아봅시다
  • 토성의 정의와 특성
  • 토성의 정의 모래, 미사, 점토의 함량비
  • 모래, 미사, 점토의 분류기준

    직경에 따라 다음과 같이 정의되며 모래와 미사의 경계를, 국제토양학회는 0.02mm, 미농무성은 0.05mm를 기준으로 하고 있어 서로 다릅니다.현재 우리나라에서는 미농무성(USDA)의 기준에 따라 주로 측정하고 있답니다.

  • 모래, 미사, 점토의 분류기준

  • 토성의 측정 모래, 미사, 점토의 함량비를 구하여 토성삼각도를 이용하여 토성을 정합니다.
  • 그림에서 모래와 점토함량이 만나는 점에서 토성이 결정됩니다.
  • 예) 만약 모래함량이 50%이고 점토함량이 20%이면 토성이 ‘양토’임.
  • 토성삼각도 (USDA분류)

  • 모래, 미사, 점토 함량의 측정 : 피펫법과 비중계법
  • 토양입단을 화학적, 물리적인 방법에 의해 파괴, 분산시켜 체별(모래)과 침강법(미사, 점토)을 통해 입자를 분리하여 정량하는 원리는 같으나 과정과 침강시 토양입자 정량에 있어 피펫법과 비중계법은 다음과 같은 차이가 있습니다.
  • 모래, 미사, 점토 함량의 측정방법(피펫법과 비중계법)

  • 화학적 분산제는 5% sodium hexametaphosphate를 사용하며 피펫법에서는 10mL, 비중계법에서는 100 mL를 넣습니다. 침강시 점토 측정에는 분산제만 넣은 Blank test를 시행합니다.
  • 침강시 점토와 미사의 정량은 Stokes’법칙을 따릅니다.
  • 그림에서 모래와 점토함량이 만나는 점에서 토성이 결정됩니다.
  • 예) 만약 모래함량이 50%이고 점토함량이 20%이면 토성이 ‘양토’임.
  • 측정장비 사진

  • 모래 분획 정량
  • 모래는 다시 극조사(2-1mm), 조사(1-0.5mm), 중사(0.5-0.25mm), 세사(0.25-0.1mm), 극세사(0.01-0.05)로 나눌 수 있으며 다음 그림과 같이 한 set의 체(US No 18, 35, 60, 140. 270)를 Sieve Shaker로 진탕하여 분리한 후 정량한답니다.
  • Sieve Shaker

  • (왼쪽위부터 시계방향)극조사,조사,극세사,세사,중사