1. 흙
지표의 암석이 풍화와 침식 작용으로 작게 부서진 후 유기물이 섞여 형성된 퇴적물로, 표토로부터 심토 및 일부 모질물을 포함하는 층을 말한다. 모암의 종류, 주변 지형과 기후 환경, 생물적 환경 등에 따라 흙의 특성은 매우 다양하다. 이 환경 차이 때문에 흙을 이루는 알갱이의 크기도 달라지며 투수성과 배수성도 달라지는데, 이러한 특성으로 표층에서 식물의 성장 및 지하수 형성과 흐름에 많은 영향을 준다. 흙은 암석으로부터 만들어진 무기물과 생물체로부터 만들어진 유기물, 공기, 수분으로 구성되어 있으며, 생물의 성장에 중요한 환경적 요소를 제공한다. 식물을 기계적으로 지지해 주는 역할을 하고, 식물에 양분 일부분을 저장 및 공급하는 기능을 한다.
2. 풍화 작용
풍화는 암석이 오랜 시간에 걸쳐 물리적, 화학적 작용으로 작게 부서지고 성분이 변하는 현상이다. 대부분 흙은 암석의 풍화 작용으로 만들어진다.
가. 기계적 풍화 작용
암석의 성분 변화 없이 물리적인 힘에 작게 부서지는 현상으로, 한랭하고 건조한 고위도 지역이나 사막 지역에서 우세하게 나타난다.
-물의 동결 작용: 암석의 틈 사이로 스며든 물이 얼면 부피가 팽창해 암석의 틈이 더 넓어지거나 벌어지면서 암석이 깨진다.
-압력의 변화: 지하 깊은 곳의 암석이 융기해 지표로 노출되면 외부의 압력이 줄어들면서 암석의 부피가 팽창해 틈이 생긴다.
-결정 작용(광물 침전): 암석의 틈 사이로 스며든 물에 녹아 있는 물질이 결정을 만든 뒤 결정이 자라면서 암석이 부서진다.
-식물의 작용: 암석의 틈에 뿌리를 내린 식물이 암석의 틈을 따라 자라면서 암석이 깨진다.
나. 화학적 풍화 작용
물이나 공기의 작용으로 암석을 구성하는 광물의 성분이 변하거나 용해되어 암석이 풍화되는 현상으로, 온난 다습한 열대 지방에서 우세하게 나타난다.
-용해 작용: 이산화 탄소가 녹아 있는 물은 석회암을 녹인다.
-산화 작용: 암석 속의 철 성분이 공기 중의 산소와 결합해 암석의 성분이 변한다.
-가수 분해 작용: 암석에 포함된 정장석이 이산화 탄소가 녹아 있는 물과 반응해 고령토로 변한다.
-생물의 작용: 바위 표면의 이끼는 산을 분비해 암석을 녹이고 깨뜨린다.
3. 유수의 작용에 의한 침식
일정한 물길을 형성하며 지표를 흐르는 물줄기를 하천이라고 한다. 유량이 많은 하천을 강, 유량이 적은 하천을 천이라고 구분한다.
가. 하방 침식
하천의 밑바닥 쪽을 향한 침식 작용으로, 하천의 상류로 갈수록 경사가 급해 하방 침식이 강하기 때문에 하천의 상류에는 V자형 계곡이 발달한다.
나. 측방 침식
하천의 옆면 방향으로 진행되는 침식 작용으로, 하천이 중류를 거쳐 하류로 갈수록 경사가 완만해지고 유량이 많아져 흐르는 물의 에너지가 측면을 향하게 되어 측방 침식이 활발해진다.다. 자유 곡류 하천과 감입 곡류 하천
넓고 편평한 지형을 자유롭게 곡류하면서 흐르는 하천을 자유 곡류 하천이라고 한다. 지반이 융기하거나 침식 기준면의 하강으로 자유 곡류 하천이 원래의 형태를 유지하면서 깊게 파여 만들어지는 하천을 감입 곡류 하천이라고 한다. 우리나라는 강원도 산간 지형에 융기와 침식에 의한 감입 곡류 하천을 많이 볼 수 있는데 주로 한강, 금강, 낙동강 등 큰 하천의 중상류에 많이 나타난다.
4. 장소에 따른 흙의 특징
강원도 영월군 지역에는 석회암층이 형성되어 있다. 빗물이 암석을 용해하고 남은 것이 토양을 형성하는데, 이 토양 속 성분 중에 철분이 산화되면 붉은색을 띠게 된다. 제주도에서는 거뭇거뭇한 암석을 볼 수 있는데, 현무암질 마그마가 분출해 만들어진 현무암이 많기 때문이다. 현무암질 모암이 풍화되면 흑갈색 토양이 만들어진다.
5. 흙의 특징에 따른 분류
흙을 관찰하고 분류하기에 편리한 방법은 흙의 색깔과 알갱이의 크기를 알아보는 것이다. 이 차시에서는 흙을 분류하기보다는 다양하게 구별될 수 있다는 것에 초점을 둔다.
6. 흙의 물 빠짐과 부식물이 식물의 성장에 주는 영향
흙 속의 물은 식물이 자라는 것과 밀접한 관련이 있으며, 흙의 성질에 따라 흙 속 물의 양도 달라진다. 땅 위에 내린 비는 땅 표면의 흙 속으로 스며든다. 이때, 경사지거나 단단한 땅보다는 편평하고 식물이 자라거나 땅 표면의 알갱이가 굵은 땅에서 물이 흙 속으로 잘 스며든다. 스며든 물은 흙 속으로 이동한다. 흙 알갱이가 떼알 구조이거나 굵은 알갱이가 많아 공극이 크면 물이 빠르게 침투되어 빨리 이동할 수 있다. 반대로 알갱이가 작은 점토의 함량이 많은 흙에서는 공극이 작아 물의 흐름이 좋지 않다. 흙 속의 부식물은 물이 잘 스며들 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 흙 속에 부식물도 많고 점토가 많은 흙은 물이 잘 스며들지만 물의 흐름이 잘 이루어지지 않게 된다. 따라서 흙 속에 섞여 있는 알갱이의 특징, 그 알갱이의 비율과 부식물의 양은 물 빠짐에 영향을 주게 되는데, 흙 속에 포함된 수분의 양도 달라지므로 그 환경에 적응하는 식물이 달라진다. 또 흙의 특징에 따라 서식하는 식물도 다양해진다.
7. 물의 상태 변화에 따른 부피 팽창으로 인한 균열
자연에서 암석이 물에 의해 기계적 풍화가 되는 경우는 다양하게 나타난다. 암석 표면이나 균열한 틈에 있는 물이 얼면서 균열이 점점 더 커지고 이것이 해마다 반복되면 암석이 점점 깨지거나 갈라진다. 다음은 강화군 석모도의 보문사에 있는 눈썹바위를 아래에서 본 모습으로, 암석 틈 사이로 물이 흐른 흔적을 볼 수 있다. 겨울철 바위틈의 물이 얼어 부피가 팽창하면 오랜 세월에 걸쳐 바위틈이 더 벌어진다.
8. 수천~수만 년에 걸쳐 만들어진 흙
북한산 국립공원관리공단이 백운대 부근의 흙을 보호하려고 만든 시설물이다. 이 흙은 여러 곳에 걸쳐 10cm~60cm 깊이로 발달했는데, 이 정도의 흙이 만들어지려면 수천 년~1만 2천 년이 걸렸을 것으로 추정한다.
9. 토양의 침식
물이나 바람에 의해 표토의 일부분이 원래의 자리에서 분리되어 다른 곳으로 이동하거나 유실되는 현상으로, 토양 침식이 심하면 비옥한 표토가 없어져 심토가 드러나거나 모질물이 많은 척박한 땅이 되기 쉽다. 토양 침식으로 유실된 표토는 강 하구에 퇴적되어 풍부한 영양분을 제공하기도 한다.