영구 동토란 0℃ 미만의 온도에서 언 퇴적물, 토양 또는 암반을 말합니다. 영구동토는 지구 표면의 약 20%를 차지합니다. 영구 동토의 깊이는 위도와 지역에 따라 다르며, 시베리아에서 발달한 영구 동토의 최대 깊이는 1400~1500m, 캐나다 북극 지방은 약 1000m, 알래스카는 600m입니다.
토목구조물의 안정성
항구적인 기초에 기인하는 문제는 주로 토목구조물(도로, 비행장, 철도, 원유수송관)의 안전성에 관한 것입니다. 영구동토의 표면은 계절에 따라 얼었다 녹았다를 반복합니다. 빙결과 해빙이 계절에 따라 반복되는 상층을 활성층이라고 합니다. 활성층의 두께는 형상, 위치, 토양의 열전도율 및 식생 여부에 따라 달라집니다. 영구 동토 안에는 수정체에 얼지 않는 부분이 있습니다. 이것을 탈릭이라고 부릅니다. 활성층과 탈릭의 존재는 영구 동토층의 엔지니어링을 매우 불안정하게 합니다. 이런 것들은 상황을 일으켜 지반 침하를 일으킬 수 있는 것입니다. 특히 철도나 도로를 중심으로 한 많은 구조물이 무용지물이 되고 있으며, 항구적인 토양을 이해하지 못하고 건설되는 토목구조물은 막대한 재원을 필요로 하고 있습니다.
항구적인 건축물의 토목공사시 시공방법은 능동적인 시공방법과 수동적인 시공방법으로 나눌 수 있습니다. 전자는 영구동토의 발달이 희박하고 빙량이 적은 지역을 완전히 녹여서 시공하는 방법이고, 후자는 영구동토를 냉동 보관하는 방식을 채택하였습니다.
항구적인 기반은 항상 꽁꽁 얼어있는 지역이며, 환경오염의 관점에서 오염물질의 확산은 저지되고 있습니다. 그러나 여름에는 영구동토 중 비교적 위도가 낮은 지역에서 표면이 부분적으로 녹아 오염물질이 퍼질 수 있습니다. 지금까지 이들 지역에서 환경오염의 심각한 문제는 없었지만 이 한랭지에서의 유전개발로 환경오염 문제가 제기되어 왔습니다. 실제로 소련의 시베리아 북부 유전 개발로 인해서 연료 보급 과정에서 누출된 오염물질이 겨울철에는 노출되지 않지만 하천이나 주변 지역 생태계에 치명적인 영향을 준다고 보고가 되어 있습니다. 최근 동결법을 오염물질의 처리방법으로 이용하는 연구가 진행되고 있습니다. 치명적이거나 독성이 강한 오염물질 저장탱크가 파손되어 주변 토양을 오염시키고 오염물질을 확산시킬 경우 오염된 곳이 동결되어 일시적인 오염물질 확산을 방지하고 안전하게 처리됩니다.
토양조사와 토지의 계획적 이용
오늘날 최대의 환경 문제 중 하나는 토지의 최적 이용 문제일지도 모릅니다. 토지의 최적 이용을 위해서는 토양조사가 불가결하며, 토지이용계획 책정에 앞서 토양조사를 실시할 필요가 있습니다. 주요 문제는 오늘날 토지 이용이 후손들에게 미치는 영향과 토지 소유자에 대한 보상 문제입니다. 이 관점은 다음에 다룰 것이며, 여기에서는 토지이용계획 수립을 위해 지질학자가 실시하는 토양조사에 관한 사항들을 다루고 있습니다. 지질학자가 제공하는 토양에 대한 지질 정보는 토지 이용에 기초 데이터로서 매우 중요합니다. 예를 들면 댐이나 다리 등의 대규모 구조물 건설, 대규모 건물, 터널, 송유관, 공업단지 선정, 도로건설, 단지 건설 등 모든 분야에 걸쳐 이 정보는 설치에서 환경영향평가까지 적용됩니다. 지질학자들이 강조하는 것 중 하나는 토양이나 암석의 물리화학적 성질이 없다는 것입니다 토지의 구성 요소는 지역에 따라 다릅니다.
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