안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
종유석은 석회암 동굴 천장에서 탄산칼슘이 용해된 물방울이 떨어지면서 탄산칼슘이 침전·결정화되어 형성되는 고드름 모양의 석회 생성물입니다. 생성과정에 대해 자세히 설명해 드릴게요.
대기 중의 이산화탄소나 토양 속 유기물이 부패하며 발생한 이산화탄소가 빗물이나 지하수에 녹아들면서 약산성의 탄산수가 만들어집니다. 약산성의 지하수가 석회암층을 통과할 때, 석회암의 주성분인 탄산칼슘을 녹여 수용성 상태인 탄산수소칼슘 형태로 만듭니다. 탄산수소칼슘을 포함한 물이 동굴 천장 바위 균열을 타고 흘러나와 동굴 공기와 접촉하면, 동굴 내부의 기압과 이산화탄소 분압이 낮아 이산화탄소가 기체 상태로 빠져나갑니다. 이로 인해 화학 반응이 역방향으로 진행되면서 물에 녹지 않는 탄산칼슘이 다시 고체로 침전됩니다.
물방울이 천장에서 맺힐 때 물방울 가장자리를 따라 얇은 테두리 모양으로 탄산칼슘이 침전됩니다. 이 과정이 반복되면 내부에 가느다란 구멍이 뚫린 빨대 모양의 관이 형성됩니다. 내부 구멍이 불순물 등으로 막히거나 물이 외부 표면을 타고 흐르기 시작하면, 표면 바깥쪽으로 침전물이 더해지면서 끝이 뾰족한 고드름 모양의 원뿔 형태로 굵어지고 길어집니다.