1. 개요
浮石 / Pumice부석은 암석의 일종으로, 화산이 폭발할 때 나오는 분출물 중 하나다. '경석(輕石)'이나 '속돌'이라고도 한다.
2. 특징
하얗고 에멘탈 치즈처럼 구멍이 송송 뚫려 있다.물론 항상 하얀 부석만 있지는 않다. 간혹 이렇게 현무암질 마그마로 된 부석이 생기기도 한다. 이런 고철질 화산유리는 타킬라이트(tachylite)라고 표현한다.
흑단나무와는 반대로 돌이지만 물 위에 뜬다는 것이 가장 큰 특징이다. 물에 뜬다는 것에 큰 환상을 갖기 쉽지만, 실제로 물에 넣어보면 금세 암석 자체가 가볍기 때문이 아니라 암석 속의 수많은 공기 덕분이라는 걸 알 수 있다. 성분 자체는 화산유리이기 때문에 고체 부분 비중은 2.6~2.9 정도로 당연히 물보다 더 무거울 것이다. 기공이 크고 투수성이 높은 부석은 금방 구멍에 물이 차올라 가라앉고 만다. 그러나 여러 화산에서 터져나오는 큰 부석들은 그 조직에 따라 의외로 잘 가라앉지 않고 버티기도 하며, 바다 위에서 부석 뗏목(pumice rafts)을 만들어서는 대양을 횡단하기도 한다.
영어 단어인 Pumice는 13세기 프랑스어로 부석을 뜻하는 pomis에서 나왔으며, 이는 라틴어로 부석을 뜻하는 pomex에서 유래하였다. 라틴어 pomex의 어원을 따지면 인도유럽조어로 거품을 뜻하는 *(s)poi-mo-로 추정된다. *(s)poi-mo-에서 라틴어로 거품을 뜻하는 spuma도 나왔다.
폭발성 분출을 일으키는 거의 모든 화산에서 크고 작은 크기로 산출하며, 우리나라에서는 백두산, 울릉도, 제주도 등 젊은 화산암 산출지에서 발견된다. 아래 특징을 읽어보면 이해되겠지만 부석은 쉽게 변질되고 풍화되기 마련이므로, 오래된 퇴적층에서 온전히 보존되기 쉽지 않다. 전세계적으로는 이탈리아, 미국 등 폭발적인 분출을 보이는 화산이 많은 나라에서 쉽게 찾아볼 수 있다. 로마시대 건축물들을 보면 부석으로 지은 것이 꽤 있다.이탈리아어로 부석인 Pozzolan은 로마시대 대표적인 부석 채굴 장소이던 포추올리(Pozzuoli)라는 도시 이름에서 따온 것이다. 현미경으로 관찰해보면 약한 편광을 띄는 바늘 모양의 은미정질들이 기공 주위로 오밀조밀하게 방향성을 가지며 붙어있다.
3. 지질학적 특징
마그마가 지표로 분출될 때 급격한 압력 감소로 인해 내부의 휘발성 성분(주로 수증기)들이 상분리되면서 분출하게 되면 만들어진다고 추정된다. 화도로 올라오는 진화한 규장질 마그마는 감압으로 인해 더 이상 마그마의 액체 속에 다량의 기체를 가둬두기 힘들어지며 이 때문에 탄산음료가 끓어오르듯이 기체가 상분리되어 거품을 만들어낸다. 기체의 분리에 따른 부피팽창이 어마어마하기 때문에, 상분리된 기체의 거품은 곧 마그마를 산산조각내버린다. 이를 magma fragmentation이라고 하는데 그 때문에 다량의 화산재, 즉 마그마의 급랭한 조각들이 만들어지면서 그 중에서 완전히 파쇄되지 않고 거품 덩이 째 분출하여 굴러다니는 게 부석인 셈이다. 강력한 화산 폭발 시에는 다량의 화산재와 함께 문자 그대로 비처럼 부석이 쏟아져내린다. 만들어지는 원리가 이렇기 때문에, 화산재와 부석의 경계 또한 그리 확실하게 나눠지지 않는다. 실제로 현대에 분출한 화산재층을 보면 부석이 어마어마하게 많이 있다.부석은 강한 상승과 함께 급랭한 마그마 조각이기 때문에 기본적으로 유리질 물질이다. 그런 이유로 형성 원인이 유사한 흑요석이 산출되는 곳에서 함께 발견된다. 다만 흑요석과 부석은 분출 양상이 달라야하므로 같은 분출 사건에 동시에 나오기는 쉽지 않다. 다만, 암석이 얼마나 급랭했냐에 따라 부석 내의 유리 속에는 다량의 미정질(microlite)들이 들어있기도 한다. 간혹 이런 특징 때문에 준광물로 분류하는 학자들도 있다. 또한 마그마가 상승하면서 부숴진 조각이므로, 부석에는 반정이 섞여들어있을 수 있다. 보통 강력한 분출과 상당한 부피팽창 때문에 같은 부피의 화산암과 비교하면 반정 밀도가 낮아보이는 건 당연하며, 휘발기체의 파쇄력 때문에 광물이 깨져있는 일이 많다. 그러나 신기하게도 무척 거대한 반정을 포함한 부석도 발견된다. 당장 울릉도만 해도 손가락만한 휘석이 부석에 제 모습 그대로 박혀있기도 하다.
부석은 휘발성 기체가 효과적으로 빠져나가지 못하고 점성 때문에 거품을 만들어야하므로, 부석을 만드는 마그마는 규장질, 유문암질 마그마가 절대적으로 유리하고 다량의 가스를 포함해야 한다. 고철질 마그마에서 생긴 스코리아와는 성인에서부터 차이가 생긴다. 이런 성인부터 차이가 나기 때문에 스코리아는 물에 넣었을 때 가라앉는 반면 부석은 뜨게 된다. 때문에 성분은 주로 진화한 마그마의 성분인 유문암질, 안산암질, 조면암질 내지는 향암질로 구성된다.
유리질 암석은 풍화에 매우 취약하다. 조금만 노출되어 있으면 금세 변하기 시작한다. 그래서 부석은 쉽게 다른 점토광물로 변해버리며 최근에 분출되어 퇴적된 곳이 아니라면 온전한 모습을 찾기 어렵다.
강력한 화산 분출에는 부석이 많이 섞여 있기 마련이기 때문에, 기록적인 폭발이 일어난 경우 바다에서 부석이 덩이째로 떠다니기도 한다. 탐보라 화산 같이 경이로운 분출이 일어난 경우, 부석 덩이가 떼를 이뤄 인도양을 건너, 화산쇄설류에 휩쓸린 사람과 동물의 뼈(...)와 함께 아프리카 해안가에 떠밀려오기도 했다. 제주도 해안가에서는 가끔 필리핀에서 터져나온 부석이 발견되기도 한다. 백두산 정상 부근에도 10세기 대분화 때 생성된 부석이 잔뜩 있다. 북한에서 중국으로 백두산 부석을 잔뜩 판다는 언론보도가 있다. 부석은 폭발의 물리적 과정, 분출 양상, 성분 등에 따라 기포의 조직이 상이하게 달라지며, 광물 조성이나 미정질 양상, 분포 등도 달라진다. 따라서 부석의 "모양"을 토대로 화산층서를 정립하거나 분출 양상을 역추적하기도 한다. 보통 별 힘들이지 않고도 알 수 있는 모양 차이 중에는 기포의 늘어난 정도가 있다. 위 사진처럼 길게길게 늘어난 기포를 가진 부석은 전단응력(shear stress)이 강하게 작용했던 화도 부분이거나, 그런 강한 힘을 가했던 분출이었을 것이다. 그러나 두번째의 사진(현무암질이라고 되어있는 것)처럼 기포가 늘어나지 않은 것도 있다.
해저화산이 폭발하여 발생한 부석의 경우, 해류를 따라 이리저리 흩어지게 되는데 물에 둥둥 떠다니기 때문에 해양 생태계에 큰 악영향을 끼치는 경우가 있다. 2021년 10월, 태평양 필리핀해에서 발생한 해저화산으로 부석이 대량 발생하였고, 이 부석이 쿠로시오 해류를 따라 오키나와와 일본 동쪽 해안에 떠밀려 와서 난리가 났다.관련 기사
4. 분류
부석이라는 용어는 굉장히 다양하게 사용이 된다.첫째로 암석의 명칭으로 사용된다. 응회암 중에서 부석으로 되어있는 것들을 '부석 응회암'이라 하지만 간혹 그냥 '부석'이라고 말하기도 한다. 이런 경우에는 흑요석-흑요암의 관계와 같이 부석-부석(부석응회암)이라고 쓰인다.
둘째로는 화산쇄설물로 사용된다. 가장 일반적으로 쓰이는 의미로, 이 경우 암석을 의미하지 않는다. 이 경우 부석을 다시 두 개로 나누는데, 대기 중으로 낙하하여 생긴 '강하 부석 퇴적물'과 바닥에 흐르며 생긴 '부석류(流) 퇴적물'이 바로 그것이다. 강하부석퇴적물의 경우 공기 중에서 생겨서 그런지 부석류 퇴적물에 비해 기공이 많다.
셋째로는 준광물로서 사용된다. 암석이 거의 균질한 유리질이기 때문에 가능한 이름이다.
5. 용도 및 산출지
일반적으로 부석은 콘크리트나 콘크리트 블럭을 만드는데 사용된다. 기공이 많아 가볍기 때문에 가능한 일. 채굴되는 부석의 3/4 정도가 여기에 사용된다. 실제로 고대 로마 시대의 건축물들을 보면 부석으로 지은 것이 많다. 그 유명한 로마의 판테온에 가장 상단의 돔 역시도 화산 쇄설물이 다량 배합된 콘크리트로 만들어졌다. 또한 방열, 방음, 방산 등에 뛰어난 효과를 보이기 때문에 다양한 분야에서 사용한다. 연마제로도 사용하여 치약에도 들어간다. 우리들은 알게 모르게 부석을 사용하는 셈.
시장에 나가면 종종 보이는 각질 제거용 돌들은 부석이 아니다. 얘내들은 스코리아(scoria)이다. 스코리아 역시 화산분출물의 한 종류이지만 부석과는 다르다. 괜히 사와서 물에 띄워보지 말자.
가볍고, 기공이 많다는 특징 때문에 화분 읅의 재료로 사용하기도 한다. 특히 난초나 분재를 키우는 데 쓰기도 한다. 천연 펄라이트가 대표적인 부석 중 하나이다.
주 산출지는 이탈리아로 전세계 부석의 반 정도를 생산한다. 그 외에는 그리스, 칠레, 스페인, 터키, 미국, 일본 등이 있다.