싱크홀

해변에서 단단하게 쌓아 올린 모래성 밑으로 바닷물이 스며들면 겉모습은 멀쩡해도 발을 딛는 순간 와르르 무너져 내려요. 자연에서 일어나는 싱크홀도 이와 매우 비슷한 원리로 만들어져요.

지하에 석회암이 물에 녹아 거대한 공간을 만들 때 가장 자주 일어나요. 빗물은 공기 중의 이산화탄소를 흡수하면서 약한 산성을 띠게 되는데요. 이 산성 빗물이 땅속으로 스며들면 탄산칼슘 성분인 석회암을 수만 년에 걸쳐 서서히 녹여요. 이를 용해 작용이라고 불러요.

시간이 흐르면서 땅속에는 크고 작은 지하 동굴이 생겨나요. 동굴 크기가 점점 커지거나 위를 덮고 있던 흙과 암석층의 두께가 얇아지면, 결국 지표면의 무게를 버티지 못하고 천장이 한순간에 붕괴하면서 깊은 웅덩이가 나타나요.

자연 석회암 지대가 아닌 콘크리트로 뒤덮인 도심 한복판에서도 싱크홀이 자주 발생해요. 도심형 싱크홀은 자연 침식보다는 인간의 지하 개발과 시설물 노후화가 주된 원인이에요.

땅속에 묻힌 낡은 상하수도관에 금이 가면 뿜어져 나온 물이 주변 흙을 조금씩 깎아내요. 물길을 따라 지하수와 흙이 함께 유실되어 아스팔트 바로 밑에 커다란 빈 공간(공동)이 생기죠. 겉으로는 멀쩡한 도로처럼 보이지만 속은 텅 빈 달걀 껍데기 같은 상태예요.

여기에 무거운 대형 트럭이나 버스가 지나가며 충격을 주면 얇은 아스팔트 상판이 힘없이 부서지며 차와 도로가 바닥으로 뚝 떨어지게 돼요. 대규모 지하철 공사나 고층 건물 기초 공사 중에 지하수를 과도하게 뽑아낼 때도 주변 지반이 가라앉으며 발생해요.

싱크홀은 눈 깜짝할 사이에 갑자기 생기는 것처럼 보이지만, 대개 그보다 앞서 땅속에서 빈 공간이 자라 온 결과예요. 석회암 지대에서는 수천 년 넘게, 도시의 배관 누수에서는 몇 주에서 몇 년 사이에 그 공간이 생겨요.

평소에 땅속 흙과 모래 틈새, 지하 동굴을 채우고 있는 지하수는 위쪽 지반의 무게를 일부 떠받쳐 줘요. 흙 알갱이 사이의 물이 내는 이 압력을 간극수압이라고 해요. 하지만 가뭄이 들거나 지하수를 많이 퍼올려 물이 빠져나가면, 지하수가 떠받치던 힘이 사라져 흙의 무게가 고스란히 아래로 실리고 빈 공간의 천장이 무너지기 쉬워져요.

그래서 싱크홀이 늘 아무 낌새 없이 오는 것은 아니에요. 도로가 미세하게 울퉁불퉁해지거나 보도블록에 틈이 벌어지는 신호가 먼저 나타나기도 하고, 도로 바로 아래 얕은 곳의 빈 공간은 지하투과레이더(GPR) 같은 장비로 미리 찾아내기도 해요.