해저지형

독도, 울릉도, 주변 해산들

독도는 대한민국 최동단에 위치한다. 화산섬인 독도는 동해의 울릉분지 내에 형성되어 있다. 동해의 평균수심은 약 1,530 m이고, 주요 수심대는 약 2,000 m가 넘는다. 대양의 특성을 지닌 동해는 울릉분지, 야마토분지, 일본분지 같은 후열도 분지들(back-arc basins)^[1]로 이루어져 있다.

울릉도를 기준으로 하면 독도는 울릉분지의 북동쪽에 위치하고, 그 울릉분지 내에는 우리가 일반적으로 알고 있는 독도, 울릉도 외에도 해수면 아래로 3개의 해저화산이 함께 발달해 있다. 울릉도를 시작으로 서쪽에서 동쪽 방향으로 울릉도, 안용복해산, 독도, 심흥택해산, 이사부해산이 순차적으로 형성되어 있다. 그중 안용복해산은 원뿔형태의 해저화산체인데 반해, 심흥택해산과 이사부해산은 독도처럼 화산체의 정상부가 평탄한 평정해산(기요, guyot)의^[2] 형태로 발달해 있다.
울릉분지 내의 최대 수심은 독도와 안용복해산 사이에 발달한 한국해저간극(Korea Gap)에서 볼 수 있고, 그 수심은 약 2,600 m에 달한다(그림 1).

그림 1. 독도, 울릉도 및 주변해산들을 포함하는 울릉분지 3차원 해저지형도

독도와 독도 화산체

독도의 본 모습은 해저면에서 약 2,300 m의 높이를 가진 거대한 화산체의 섬이다. 따라서 우리 눈에 보이는 독도의 동도와 서도는 독도 전체 중 일부에 불과하다. 바닷속에 잠긴 독도의 본 모습은 다중빔음향측심기^[3] 같은 첨단해양과학기술의 발달에 힘입은 해저지형 탐사를 통해 밝혀졌고, 지금도 계속된 연구로 그 진면목을 새롭게 밝혀내고 있다. 해수면 위로 드러난 독도는 동도와 서도를 포함해 주변 89개의 부속도서들로 형성되어 있다. 차이점이라면 동도(약 98.6 m)에 비해 서도(약 168.5 m)가 한층 더 높고, 서로 붙어 있는 것 같지만 두 섬 사이의 거리가 약 150 m에 달한다는 점이다(그림 2).

그림 2. 독도 화산체 3차원 지형도 및 해수면 위 동도와 서도

독도 화산체 정상부 해저지형

독도 화산체는 정상부가 평탄한 평정해산의 형태로 발달해 있다. 특히 평정해산(tablemount)은 해저면으로부터 화산체 형태로 높게 솟아 있으면서도 정상부는 평평한 해산을 이루고 있다는 것이다. 화산체는 그 형성과정에서 과거 해수면 위로 노출된 부분들이 풍화나 침식 작용 때문에 평탄해진 다음 해수면 아래로 잠기게 되는 것이 일반적이다.

독도 화산체의 경우는 평탄한 정상부가 독도 주변 약 200 m 수심 범위 내에서 나타나고 있다. 놀랍게도 이 평탄한 정상부의 지름은 약 10 km를 이룬다. 비유하면 행정구역상 여의도 면적의 9배에 달하는 크기다. 게다가 화산체의 뿌리인 기저부의 지름도 약 30 km에 이른다. 독도의 주변 수심은 얕은 연안 해역에서는 해저지형이 복잡하게 형성되어 있지만, 수심 약 80 m 이후부터는 대체로 완만하고 평탄한 해역을 이루고 있다. 그 경사도는 약 2° 이내다.

한편, 독도 화산체 정상부에는 해저단구^[4] 형태의 지형이 나타나는 것도 주목해 봐야 한다. 이것은 과거 제4기에^[5] 출현한 해침/해퇴(해수면이 오르내리는 변동)의 영향에 의한 것으로 판단된다. 주요 해저단구는 수심 약 30 ~ 50 m, 약 60 ~ 80 m, 약 85 ~ 95 m, 약 100 ~ 105 m, 110 ~ 125 m, 그리고 130 ~ 135 m 범위에서 약 5 ~ 6 단계로 나타난다(그림 3).

그림 3. 독도 화산체 정상부 지형
a. 독도 화산체 정상부 해저지형도, b. 독도 화산체 정상부 해저면 영상도(붉은색 실선 : 주요 해저단구)

독도 연안 해저지형

해수면 위로 드러난 독도, 그리고 독도의 동도와 서도 주변 수심 약 20 m 이내의 연안은 경사면이 급하고 불규칙한 지형 기복으로 인해 해저면 환경이 복잡하게 형성되어 있다. 또한, 독도의 동도와 서도 사이의 연안 해역은 수심 약 5 m 범위 이내로 매우 얕은 수심대가 형성되어 있고, 동도와 서도 사이 북쪽으로는 돌출 암반들이 산재하고 있어 소형 선박의 접근이 곤란할 정도로 해저 지형이 복잡하다.

이런 현상은 독도 연안에 미치는 기상 및 파도 등에 의한 풍화 작용 때문에 지형이 침식되거나 부서진 암석, 그리고 경사면을 따라 흘러내린 암반, 자갈 등의 영향 때문으로 판단된다. 뿐만 아니라 독도 주변의 89개 부속도서들의 경우는 해수면 아래로까지 연장되어 수중암반 및 암초, 노출암^[6] 등의 형태로 가파른 경사면과 함께 불규칙한 해저지형을 형성하고 있다. 이런 가파른 경사면은 독도의 동도와 서도를 중심으로 수심 약 20 m 범위까지 나타나지만, 수심 약 80 m 범위 해역까지는 경사면이 점점 완만해지다가 나중엔 외해의 평탄한 해저면으로 연장되는 지형적 특성을 보인다(그림 4).

그림 4. 독도 연안 해저지형 a. 독도 연안 3차원 해저지형도, b. 독도 연안 등수심 분포도

독도 화산체에서 발견된 특이지형, 소형분화구

독도 화산체 정상부 해역 내에는 소형분화구 형태의 해저지형이 발달해 있다. 이런 현상은 제주의 오름과 유사한 기생화산으로^[7] 보이며, 독도 형성과정 또는 생성 후 후기분출의 영향에 의한 것으로 판단된다. 현재까지 축적된 정밀해저지형 자료를 분석해본 결과, 4개의 소형분화구가 탐지되었다. 그중 3개의 소형분화구는 규모가 비슷했고, 최근 발견된 1개는 상대적으로 규모가 작았다.

독도의 동도 북동쪽에 자리한 소형분화구는 수심 약 110 m 범위에서, 가로 약 260 m, 세로 약 150 m, 높이 약 20 m 크기의 타원형 형태다. 한편, 독도의 서도 북서쪽 소형분화구는 수심 약 60 m에 지름 약 200 m, 높이 약 30 m의 원형 형태와 수심 약 100 m에 가로 약 250 m, 세로 약 230 m, 높이 약 50 m의 타원형 형태의 소형분화구가 각각 한 개씩 발달해 있다(그림 5).

그림 5. 독도 화산체 정상부의 소형분화구 해저지형

가장 최근 발견된 소형분화구는 다른 분화구에 비해 상대적으로 규모가 작지만, 수심은 더 깊은 약 150 m 해역에서 발견되었다. 이 소형분화구는 서도 북서쪽 수심 100 m 지역의 소형분화구에서 서쪽으로 약 1.9 km 거리에 위치해 있다. 규모는 가로 약 140 m, 세로 약 117 m, 높이 약 8 m 다각형 형태로 발달해 있다(그림 6).

그림 6. 독도 화산체 정상부 내에서 추가로 확인된(2018년) 소형분화구 해저지형

독도 화산체에서 발견된 특이지형, 어초역할의 침선

독도 화산체 정상부 내에서 서도 기준 북북서부 약 3 km 해역에는 배가 가라앉은 침선 형태의 지형적 특징을 볼 수 있다. 이는 해저지형도를 통해 보면 1999 ~ 2000년경 경상북도 주관으로 인공어초(어류자원을 위한 인공구조물) 설치 목적으로 2척의 어선을 침선시켜서 만든 것으로 확인되고 있다. 침선의 크기는 높이 약 4 m이며, 길이는 약 40 m 규모이고, 이 침선 형태의 지형은 지금도 중요한 어초역할을 수행하는 것으로 판단된다. 독도의 서도 북서부 수심 100 m 해역에 발달한 소형분화구와 비교했을 때, 이 침선 형태의 지형은 북동쪽으로 약 900 m 거리에 위치하고 있다(그림 7).

그림 7. 독도 주변 인공어초 역할의 침선 지형