토양생성과 발달(2)

기계적 풍화과정

빗물이 바다로 이동하는 과정에서 물 이외의 여러 크기의 입자들이 물과 함께 이동한다. 입자들이 섞인 물은 파괴력이 커 계곡을 형성한다. 계곡 인근 자갈들과 해변의 고운 모래들은 이러한 물의 힘으로 인해 풍화된 결과이다. 거대한 빙하는 중력에 의해 아주 느린 속도로 흐르며 지표를 깎아 많은 물질을 이동시킨다. 바람도 미세한 입자들을 동반할 때는 풍화작용을 일으킨다. 사막지방의 지표면에 깔린 둥근 암편들은 모래바람에 의해 깎인 결과이다. 식물의 뿌리는 때때로 바위틈을 뚫고 들어가 바위를 붕괴시키기도 한다. 이런 식물과 때로는 동물들에 의한 풍화가 모재 생성에 미치는 영향은 물, 얼음, 바람, 온도 변화 등의 물리적 힘에 비하면 그다지 크지 않다. 화학적 풍화작용에는 용해, 가수분해, 수화, 산성화, 산화 등 화학작용들이 수반된다. 기계적 붕괴 과정이 일어나 암석의 표면적이 증가하면 화학적 분해 과정도 활발해지고 특히 고온 다습한 지역에서 물리화학적인 풍화 과정이 강도 높게 일어나서 두 과정이 서로 상승효과를 발휘한다. 화학적 풍화 과정은 유기물의 부숙 과정에서 생성되는 무기산과 유기산 등에 의해 촉진되고 1차 광물을 2차 광물과 식물의 생장에 필수적인 원소들을 포함하는 용해성 이온들로 변화시킨다. 물과 물에 용해된 염 및 산들이 광물의 풍화에 가장 큰 역할을 한다. 물은 가수분해, 수화, 용해 등의 과정을 통해 광물의 분해와 변형 및 재결정화 등을 촉진한다. 풍화작용은 탄산과 유기산에 의해 공급되는 수소 이온에 의해 가속화된다. 토양 내에 존재하는 질산, 황산과 같은 강산성 물질과 유기산으로부터 배출되는 수소이온은 풍화작용에 기여한다. 산화작용은 특별히 철을 함유한 암석에서 일어나는데 철이 쉽게 산화되는 원소이기 때문이다. 철이 환원된 상태로 존재하는 광물 중 2가철이 3가철로 산화되면 광물 결정의 이온 균형이 깨지며 광물의 안정성이 감소해 붕괴와 분해가 일어나기 쉬워진다.

 

토양모재

 토양모재란 암석의 풍화 작용의 결과로 만들어진 성긴 상태의 광물질 입자들과 죽은 동·식물체를 위주로 한 유기물질 등을 말한다. 성긴 상태의 광물질 입자들을 무기 모재라 하고, 죽은 동·식물체를 위주로 한 유기물질 등을 유기 모재라고 한다. 토양은 이 모재 안에서 일어나는 여러 가지 변화 과정, 즉 토양생성작용을 거쳐 생성된다. 모재의 화학적 및 광물학적 조성은 풍화 과정과 생성될 토양의 특성에 매우 큰 영향을 끼치며, 그곳에서 자라는 식생에도 영향을 끼친다. 모재가 풍화되는 과정에서 다양한 종류와 양의 점토광물들이 생성되며, 이 점토광물은 발달할 토양의 종류에 영향을 끼친다. 토성, 즉 토양 무기 입자들의 크기분포는 주로 모재의 종류에 의하여 결정된다. 암석과 광물의 풍화 과정을 통하여 생성된 무기질의 토양모재는 크게 잔적과 운적의 두 가지 형태로 분류할 수 있다. 유기 집적물도 일종의 잔적모재지만 세 번째 형태의 모재로 분류된다. 셋 중 운적모재가 가장 흔하며 농경지 토양모재의 대부분을 차지하고 있으며 유기 모재는 유기물의 분해가 느린 고위도 냉대나 저습지 등 국지적으로 중요하지만 흔하지는 않다.  

 

잔적모재

암석이 풍화된 장소에 그대로 남아 잔적모재가 되며, 잔적모재는 모암의 성질과 풍화 경로의 영향을 많이 받는다. 대개 잔적모재는 경사가 완만한 지형에서 어느 정도 강한 풍화작용을 오랫동안 받았을 때 생성된다. 따라서, 구릉지와 저 구릉지 등의 경사가 완만한 야산지대는 토심이 깊고 오래된 완숙 토양지대를 이루고 있다. 잔적모재는 산악지에서도 중요한 모재가 되는데, 비록 두께가 얇은 암쇄토가 되기 쉽지만 산악의 식물을 유지하는 데에 매우 중요하다. 식생이 없어 침식으로 인하여 모재 층이 노출된 경우도 있는데, 이들은 토양의 기능인 양분 공급력이 거의 없는 불모지나 다름없다. 잔적모재의 형성 속도는 매우 느린데, 모암으로부터 어느 정도 두께의 모재가 형성되는 데는 종종 수십만 년이 소요된다 
호수나 습지와 같이 산소공급이 제한되어 유기물질의 분해가 느린 곳이나 온도가 낮아 미생물의 활동이 약한 고위도 지대에는 유기질 모재가 축적되는데, 이들 물질의 분해 정도는 매우 다양하다. 때때로 상당한 양의 무기 광물이 섞여 있거나 유기물 퇴적층 사이에 무기 광물층이 형성되기도 한다. 유기 모재로부터 발달한 토양의 면적은 적지만 세계 도처의 습한 지역에서 발견된다. 우리나라에서도 서해안 일대의 야산 곡간에 인접한 해성토 심층에 상당한 두께의 이탄층이 퇴적되어 있으며, 이들 토층에는 황화물이 많이 함유되어서 산화되면 특이산성토양물질로 변한다.