표제지
일러두기
목차
I. 천연기념물 개방동굴의 특성 연구 9
1. 서론 10
2. 연구의 목적 13
3. 조사 내용 및 방법 14
3-1. 야외 조사 14
3-2. 실내 조사 15
4. 동굴이란? 16
4-1. 동굴의 정의 16
4-1. 동굴의 종류 17
5. 석회암의 특징 19
5-1. 석회암에 대한 일반적인 특징 19
5-2. 석회암에서 나타나는 특징 19
6. 석회동굴의 생성 20
6-1. 석회동굴의 정의와 학술적 가치 20
6-2. 석회동굴의 생성 과정 21
7. 동굴생성물 22
7-1. 동굴생성물의 생성 과정 23
8. 문화재로서 동굴의 가치 24
8-1. 문화재적 분류 24
8-2. 보존과 훼손 실태 25
8-3. 지구 온난화와 동굴생성물 26
II. 천연기념물 제260호 평창 백룡동굴 27
1. 조사의 목적 및 범위 28
2. 자연환경 29
2-1. 지리적 위치 29
2-2. 기후 30
3. 지질 33
3-1. 백룡동굴 부근의 일반 지질 33
3-2. 조선누층군 33
3-3. 백룡동굴 주변의 막골층의 특성 37
4. 동굴의 형태 및 특성 39
4-1. 측량 및 동굴도 39
4-2. 동굴의 형태 39
5. 동굴생물과 변화 42
5-1. 개방 이전의 동굴생물 42
5-2. 개방 이후의 동굴생물 변화 50
5-3. 백룡동굴 생물의 변화 56
6. 동굴 환경 57
6-1. 동굴 기상 57
6-2. 온도와 습도 그리고 이산화탄소 분압의 변화 58
6-3. 동굴수의 수질 환경 및 지화학 분석 69
6-4. 동굴수 분석 71
6-5. 동굴 개방에 따른 동굴 내부의 환경 변화 77
6-6. 동굴류와 동굴수의 동위원소 특징 79
6-7. 백룡동굴 내 존재하는 동굴수의 특징 80
7. 백룡동굴 시설물 81
7-1. 외부 시설물 81
7-2. 동굴 내의 시설물 83
7-3. 조명 84
8. 백룡동굴 개방 후의 장단점 85
8-1. 체험관광 프로그램의 장점 85
8-2. 체험관광 프로그램의 단점 86
III. 천연기념물 제236호 제주 한림 용암동굴지대(협재굴과 쌍용굴) 89
1. 조사 지역의 위치 90
2. 협재굴과 쌍용굴 주변의 지질 91
2-1. 지질 개요 91
2-2. 협재굴과 쌍용굴 주변 사구의 특징 95
3. 협재굴과 쌍용굴의 특징 97
3-1. 협재굴 97
3-2. 쌍용굴 97
4. 협재굴과 쌍용굴의 현황 97
5. 협재굴과 쌍용굴 주변의 사구 분포와 동굴퇴적물과의 관련성 99
6. 협재굴과 쌍용굴의 대기환경 101
6-1. 온도 103
6-2. 습도 104
6-3. 이산화탄소 분압 105
7. 녹색오염 및 시설물 106
7-1. 녹색오염 106
7-2. 시설물 109
8. 보존 대책 및 건의 111
IV. 천연기념물 제262호 단양 노동동굴 113
1. 지리적 위치 114
2. 단양의 기후 118
2-1. 기온 118
2-2. 강수량 119
2-3. 상대 습도 119
2-4. 풍속 및 풍향 120
3. 동굴 대기의 특징 121
3-1. 동굴 내 온도, 습도 및 이산화탄소 분압의 변화 122
3-2. 자동환경측정기를 이용한 동굴 내부와 외부의 환경 변화 127
4. 노동동굴의 실태 130
4-1. 동굴 시설물 및 오염 130
V. 고씨동굴, 백룡동굴, 성류굴에 분포하는 박쥐 구아노에 대한 연구 139
1. 개론 140
2. 화분학 140
3. 동위원소 분석 141
4. 기타 화학 분석 141
4-1. X-선 회절분석법(XRD, X-ray diffraction) 141
4-2. 휘발성분의 분석(LOI, Loss on Ignition) 141
4-3. X-선 형광분석법(XRF, X-ray fluorescence) 142
5. 우리나라의 기후와 동굴의 위치 142
6. 영월 고씨동굴, 평창 백룡동굴, 울진 성류굴의 박쥐 구아노 분포 143
6-1. 영월 고씨동굴 144
6-2. 평창 백룡동굴 146
6-3. 울진 성류굴 148
7. 연대 측정 150
VI. 동굴에서 발견되는 척추동물 골격 조사 157
1. 천곡동굴 158
1-1. 지리적 위치 158
1-2. 천곡동굴에서 발견되는 척추동물의 골격 158
2. 안산안굴 160
2-1. 지리적 위치 160
2-2. 안산안굴의 특징 160
2-3. 안산안굴에서 발달하는 동굴생성물의 특징 162
2-4. 안산안굴에서 서식하는 동굴생물 162
2-5. 안산안굴에서 발견되는 척추동물의 골격 168
VII. 참고문헌 173
VIII. 부록-박쥐 구아노 연대 측정 분석 자료 181
판권기 203
표 1-1. 국가지정문화재와 도지정문화재로 지정된 천연동굴의 현황(2010년 10월 기준) 12
표 1-2. 일반인들에게 개방되었거나 개방된 동굴과 관리 책임 13
표 1-3. 동굴의 정의 16
표 1-4. 문화재의 종류 (문화재보호법 제2조) 24
표 1-5. 문화재의 분류 25
표 2-1. 평창군의 지리적 경계 및 기본 현황 29
표 2-2. 영월기상대의 기후 요소의 연변화(2000년 1월 ~ 2010년 6월: 영월기상대) 31
표 2-3. 태백-삼척-단양 지역의 하부고생대 조선누층군의 층서대비표 33
표 2-4. 백룡동굴 동굴생물의 종의 조성 43
표 2-5. 백룡동굴 동굴생물의 생태적 특성 44
표 2-6. 백룡동굴에 서식하는 동굴생물의 목록 52
표 2-7. 백룡동굴 주변의 월별 평균 온도(기상청 자료, 2009년) 60
표 2-8. 백룡동굴 주변의 월별 평균 온도(기상청, 2010년 2월 1일~10월 23일) 60
표 2-9. 백룡동굴 내 환경 측정 자료(자동측정기의 월평균 온도) 61
표 2-10. 성수기 기간 중 관람객 수(2010년 8월 3일~5일) 62
표 2-11. 백룡동굴 주변의 월별 평균 상대 습도(기상청, 2010년 2월 1일~10월 23일) 64
표 2-12. 백룡동굴 내 환경 측정 자료(자동측정기의 월평균 습도) 65
표 2-13. 백룡동굴 내에서 측정된 이산화탄소 분압 67
표 2-14. 물 시료의 물리적인 요소와 화학 조성 71
표 3-1. 제주특별자치도의 지리적 경계(도서 제외, 제주특별자치도 홈페이지 자료) 90
표 3-2. 협재굴 보호구역 내의 건축물 현황(원종관 외, 2000) 98
표 3-3. 협재해변과 쌍용굴 내에 존재하는 퇴적물의 구성 성분 100
표 3-4. 고산기상대의 월평균 기온의 연변화(2000년 1월~2010년 9월) 102
표 3-5. 고산기상대의 월평균 습도의 연변화(2000년 1월~2010년 9월) 102
표 3-6. 고산기상대와 협재·쌍용굴 내부 온도 103
표 3-7. 고산기상대와 협재·쌍용굴 내부 습도 104
표 3-8. 협재·쌍용굴 내부의 이산화탄소 분압 105
표 3-9. 협재굴과 쌍용굴 내에 설치된 안내판 110
표 4-1. 단양군의 지리적 경계 (단양군 홈페이지, 2010) 114
표 4-2. 제천기상관측소의 월별 평균 기온(℃) 118
표 4-3. 제천기상관측소의 월별 평균 강수량(㎜) 119
표 4-4. 제천기상관측소의 월별 평균 상대 습도(%) 120
표 4-5. 제천기상관측소의 월별 평균 풍속(㎧) 120
표 4-6. 노동동굴 내 지점별 대기환경(온도, 습도, 이산화탄소 분압)측정 결과 122
표 4-7. 제천기상관측소와 노동동굴 내부 온도 127
표 4-8. 제천기상관측소와 노동동굴 내부 습도 128
표 5-1. 우리나라에서 나타나는 주요 쾨펜 기후대의 분류 기준 (modified from Kottek et al., 2006). Tmin: 최한월의 월평균 기온, Tmax: 최난월의 월평균 기온,Tmon: 월평균 기온,Psmin: 여름철 가장 낮은 강수량을 보이는 달의 월 강수량, Pwmin: 겨울철 가장 낮은 강수량을 보이는 달의 월 강수량, Psmax: 여름철 가... 143
표 5-2. 탄소 동위원소 연대 측정 시료 목록 150
표 5-3. 영월 고씨동굴 박쥐 구아노의 방사선 탄소 동위원소 연대 결과 152
표 5-4. 평창 백룡동굴(BY-1A) 박쥐 구아노의 방사선 탄소 동위원소 연대 결과 153
표 5-5. 평창 백룡동굴(BY-2A) 박쥐 구아노의 방사선 탄소 동위원소 연대 결과 154
표 5-6. 울진 성류굴(SR-1A) 박쥐 구아노의 방사선 탄소 동위원소 연대 결과 155
그림 1-1. 동굴의 종류(White and Culver, 2005) 18
그림 2-1. 절벽에 만들어진 데크 28
그림 2-2. 백룡동굴 주변의 항공 사진(from 다음) 29
그림 2-3. 보수된 백룡동굴의 입구 30
그림 2-4. 영월군 지역의 2000~2010년 기후 요소의 월평균 변화(영월기상대) 32
그림 2-5. 백룡동굴 주변의 지질도(modified 박수인 외, 1999) 35
그림 2-6. 엽층리와 생란 작용이 발달한 석회암. A) 석회암의 슬랩 사진 B) 생란 작용을 받은 부분은 돌로마이이트와... 38
그림 2-7. 생란 작용과 자형의 돌로마이트가 발달한 돌로마이트질 석회암. A) 상부와 하부에 생란 작용이 발달한다. B) 돌로마이트로 이루어져 있는 석회암(교차니콜).... 38
그림 2-8. 백룡동굴의 측량도(from 박수인 외, 1999) 41
그림 2-9. 동굴생물. A) 담흑물결자나방, B) 관박쥐 45
그림 2-10. 백룡동굴 내 동굴생물의 중요 서식 지역(modified 박수인 외, 1999) 47
그림 2-11. 박명부 부근에 서식하는 동굴생물. 48
그림 2-12. 개방 구간인 나 지역에 서식하는 동굴생물. A)물윗수염박쥐, B)아시아굴옆새우 49
그림 2-13. 개방 구간의 마지막 부분인광장 부근에서 관찰되는 구아노(A)와 관박쥐(B). 49
그림 2-14. 백룡동굴 내 환경 측정 지점(from 박수인 외, 1999) 59
그림 2-15. 백룡동굴 외부의 온도 및 습도(기상청, 2009) 60
그림 2-16. 백룡동굴 외부(2010년 2월부터 10월 23일까지의 영월기상대 월평균 자료) 61
그림 2-17. 백룡동굴 내 각 지점별 온도 변화(2010년 기상청 자료와 비교) 62
그림 2-18. 백룡동굴 내 각 지점별 평균 온도 변화(2009, 2010년 평균 온도와 비교) 63
그림 2-19. 백룡동굴 내 S5번 지점의 온도 변화와 관란객과의 비교 64
그림 2-20. 백룡동굴 외부 습도(2010년 2월 1일부터 10월 23일까지의 영월기상대 월평균 자료) 65
그림 2-21. 백룡동굴 내 각 지점별 습도 변화(2010년 영월기상대 자료와 비교) 66
그림 2-22. 백룡동굴 내 각 지점별 이산화탄소 분압의 변화{(과거 자료와 비교, 좌-2010년 자료, 우-백룡동굴 종합 학술 조사 보고서 내용(우경식 외,2006)} 68
그림 2-23. 백룡동굴 내 각 지점별 개방 전과 후의 이산화탄소 분압의 변화(빨간색은 개방 후의 자료) 68
그림 2-24. 백룡동굴 측량도 및 시료 채취 위치(modified 박수인 외, 1999) 70
그림 2-25. 물 시료의 pH와 Eh의 상관관계(Garrels and Christ, 1965). 72
그림 2-26. pH와 전기전도도와의 상관관계 73
그림 2-27. 동굴수와 동굴류의 화학 조성 74
그림 2-28. 동굴수와 동굴류 내 Ca와 HCO₃의 상관관계 75
그림 2-29. 강수와 동굴수 및 동굴류 내 CI 와 Na+K의 상관관계(Yu et al., 2007) 76
그림 2-30. 동굴수와 동굴류 내 주요 용존성분들의 시간 및 공간에 따른 농도 변화. 이점쇄선은 백룡동굴의 개방 시점을 의미함 78
그림 2-31. 동굴수와 동굴류의 산소와 수소 동위원소 조성. GMWL: global meteoric water line, 세계순환수선 (Craig, 1961) 79
그림 2-32. 백룡동굴 생태체험 학습장 81
그림 2-33. 체험 학습장에 설치된 대형 세탁기 81
그림 2-34. 체험 학습장의 동굴체험 장비들 81
그림 2-35. 동굴을 설명하는 동굴가이드 81
그림 2-36. 2009년 절벽에 설치 중인 관람데크 82
그림 2-37. 2010년 초 낙반의 위험에 노출된 관람데크 82
그림 2-38. 낙반에 의해 훼손된 관람데크 82
그림 2-39. 낙반 보호 작업 중인 관람데크 82
그림 2-40. 낙반으로부터 관람객을 보호하기 위해 설치된 지붕 82
그림 2-41. 2009년에 설치된 동굴 통행로 83
그림 2-42. 통행로 고정용으로 이용된 진흙 83
그림 2-43. 2009년 통행로를 개선하기 위해 준비하고 있는 새로운 표지판 83
그림 2-44. 동굴에 남아 있는 고정용 진흙 83
그림 2-45. 새로 설치된 통행로 표시 84
그림 2-46. 통행로에 비치된 구급약품 84
그림 2-47. 백룡동굴에 설치된 조명 시설 84
그림 2-48. 조명 시설을 이용한 동굴 관람 84
그림 2-49. 관람 일정 및 안내 85
그림 2-50. 동굴 내에 설치된 관람로 표시 85
그림 2-51. 백룡동굴 생태체험관에 설치된 다양한 편의 시설물 86
그림 2-52. 백룡동굴 내 동굴생성물 오염과 버려진 시멘트 폐기물 86
그림 2-53. 구급함과 곰팡이가 발생한 부목 87
그림 2-54. 관람로를 벗어난 발자국 87
그림 2-55. 낙석의 위험에 노출된 관람데크 87
그림 3-1. 협재굴과 쌍용굴 주변의 지질도(from 한국자원연구소, 2000) 91
그림 3-2. 금능해변에 노출된 광해악현무암 93
그림 3-3. 광해악현무암의 단면 93
그림 3-4. 광해악현무암의 박편 사진(교차니콜) Po: 공극, Ol: 감람석, Pl: 사장석 93
그림 3-5. 광해악현무암의 박편 사진(평행니콜) Po: 공극, Ol: 감람석, Pl: 사장석 93
그림 3-6. 한림읍 부근의 수심과 사구 퇴적물 분포 현황(modified 다음) 94
그림 3-7. 대부분 석영으로 이루어진 동해 금진해변의 퇴적물 96
그림 3-8. 연체동물과 홍조류 조각으로 이루어진 금능해변의 퇴적물 96
그림 3-9. 낙석의 진행을 파악하기 위해 설치한 핀 99
그림 3-10. 진좌수 진설과 관련된 석상 99
그림 3-11. 쌍용굴 내부의 동굴퇴적물 확대 사진 99
그림 3-12. 쌍용굴 내부의 동굴퇴적물 현미경 사진(좌; 직교니콜, 우; 평행니콜) 100
그림 3-13. 협재해변과 쌍용굴 내에 존재하는 퇴적물의 구성 성분의 변화 101
그림 3-14. 협재굴과 쌍용굴의 측정 위치(modified (주)한림공원) 101
그림 3-15. 협재굴과 쌍용굴의 내부와 고산기상대의 평균 온도 비교 103
그림 3-16. 협재굴과 쌍용굴의 내부와 고산기상대의 평균 습도 비교 104
그림 3-17. 협재굴과 쌍용굴의 계절별 이산화탄소 변화 106
그림 3-18. 협재굴과 쌍용굴의 녹색오염 현황(modified (주)한림공원) 107
그림 3-19. 조명에 의해 발생한 lamp-flora와 여인상에 발생한 녹색오염 108
그림 3-20. 협재굴과 쌍용굴에 설치된 3파장 조명등 109
그림 3-21. 쌍용굴의 여인상 부근에 설치된 할로겐등 109
그림 3-22. 협재굴과 쌍용굴에 설치된 안내판 및 시설물 현황(modified (주)한림공원) 109
그림 3-23. 입구에 설치된 동굴 설명판 110
그림 3-24. 4개 국어로 표기된 내부 설명판 110
그림 3-25. 과학적 사실과 다른 설명판 111
그림 3-26. 잘못 붙여진 설명판 111
그림 3-27. 다양한 형태로 설치된 안내판 111
그림 3-28. 동굴 내에 남아 있는 쓰레기와 입구 부군에 마무리가 덜 된 시설물 112
그림 3-29. 유모차를 가지고 온 관광객이나 노약자에게 불편을 주고 있는 계단 112
그림 3-30. 박쥐의 출입에 방해를 주도록 설치된 입구 보호시설 112
그림 4-1. 조사 지역의 지리적 위치(modified 우경식 외, 2008) 115
그림 4-2. 노동동굴 입구의 위치도(modified 우경식 외, 2008) 115
그림 4-3. 노동동굴의 입구 주변 a) 노동동굴의 입구와 매표소(사각점선) b) 동굴 입구(둥근점선)와 방치되고 있는 간이 매표소 c) 노동동굴의 입구 d) 공개 제한 표지판 116
그림 4-4. 노동동굴의 출구(A)와 주변에 남아있는 폐상가들(B, C) 117
그림 4-5. 발견 당시 노동동굴의 입구(A)와 방치된 자연동굴의 입구(B) 117
그림 4-6. 노동동굴 내에서 대기환경 측정 지점(modified 우경식 외, 2008) 123
그림 4-7. 노동동굴 내에서 측정된 온도의 변화 124
그림 4-8. 노동동굴 내에서 측정된 습도의 변화 125
그림 4-9. 노동동굴 내에서 측정된 이산화탄소 분압의 변화 126
그림 4-10. 자동환경측정장치를 활용한 노동동굴 환경 측정 A) 자동환경측정기, B) 자동환경측정장치로부터 데이터 수집 127
그림 4-11. 제천기상관측소의 월평균 기온과 노동동굴 내부의 월평균 온도의 변화 비교 128
그림 4-12. 제천기상관측소의 월평균 습도와 노동동굴 내부의 월평균 습도의 변화 비교 129
그림 4-13. 노동동굴 내에서 관찰되는 관박쥐와 꼬리치레도롱뇽 129
그림 4-14. 시건장치가 없는 보호시설과 최근에 훼손된 동굴생성물 130
그림 4-15. 최근에 불법으로 출입하여 무단으로 설치된 관람 안내판 130
그림 4-16. 노동동굴에 설치된 시설물 현황(modified 우경식 외, 2008) 132
그림 4-17. 노동동굴 내에 설치된 조명 시설 위치도(from 우경식 외, 2008) 133
그림 4-18. 부식으로 인해 안정성이 문제가 되는 동굴 시설물들 134
그림 4-19. 파손된 채 방치된 전기 시설들 134
그림 4-20. 원생생물의 일종인 규조류의 현미경 사진(우경식 외, 2008) 135
그림 4-21. 엽록소 흡수의 범위와 조명등의 전파 방출 범위를 나타낸 그래프(from Val Hildreth-Werker, Jim C. Werker, 2006) 136
그림 4-22. 노동동굴의 동굴생성물 표면에 남아있는 녹색오염 (좌측; 2009년 8월 19일, 우측; 2010년 10월 18일) 138
그림 4-23. 노동동굴의 내부에서 관찰되는 녹색오염(2010년 10월 18일) 138
그림 5-1. 쾨펜의 기후 분류법에 의한 우리나라의 기후 분포도(after Kang, 1997) 142
그림 5-2. 박쥐 구아노를 채취한 동굴의 위치도 143
그림 5-3. 영월 고씨동굴의 구아노 채취 지점(from 우경식 외, 2001) 144
그림 5-4. 영월 고씨동굴의 박쥐 구아노 채취 모습 145
그림 5-5. 영월 고씨동굴에서 채취한 박쥐 구아노의 퇴적 단면(GR-1A). 붉은색 원은 탄소 연대 측정이 이루어진 곳 145
그림 5-6. 평창 백룡동굴의 구아노 채취 지점(우경식 외, 2006) 146
그림 5-7. 평창 백룡동굴의 박쥐 구아노 채취 모습. (A)와 (B)는 BY-1A. (C)와(D)는 BY-2A 147
그림 5-8. 평창 백룡동굴에서 채취한 박쥐 구아노의 퇴적 단면. A)는 BY-1A, B)는 BY-2A, 붉은색 원은 탄소 연대 측정이 이루어진 곳 147
그림 5-9. 울진 성류굴의 구아노 채취 지점(modified 울진군 외, 2008) 148
그림 5-10. 울진 성류굴의 박쥐 구아노 채취 모습 149
그림 5-11. 울진 성류굴에서 채취한 박쥐 구아노의 퇴적 단면. 붉은색 원은 탄소 연대 측정이 이루어진 곳 149
그림 5-12. 영월 고씨동굴 박쥐 구아노의 방사선 탄소 동위원소 연대-심도 곡선. 적색선은 선형회귀방식에 의거해 구해진 연대-심도 상관관계 직선이다. 152
그림 5-13. 평창 백룡동굴(BY-1A) 박쥐 구아노의 방사선 탄소 동위원소 연대-심도 곡선. 적색선은 선형회귀방식에 의거해 구해진 연대-심도 상관관계 직선이다. 153
그림 5-14. 평창 백룡동굴(BY-2A) 박쥐 구아노의 방사선 탄소 동위원소 연대-심도 곡선. 적색선은 선형회귀방식에 의거해 구해진 연대-심도 상관관계 직선이다. 154
그림 5-15. 울진 성류굴 박쥐 구아노의 방사선 탄소 동위원소 연대-심도 곡선. 적색선은 선형회귀방식에 의거해 구해진 연대-심도 상관관계 직선이다. 155
그림 6-1. 천곡동굴의 위치도(from 다음) 159
그림 6-2. 동해 천곡동굴의 개략도 및 척추동물 골격 분포(modified 우경식, 2005) 159
그림 6-3. 동해 천곡동굴 내에서 발견되는 척추동물의 골격 159
그림 6-4. 안산안굴의 동굴 입구(화살표) 160
그림 6-5. 안산안굴의 위치도(from 다음) 160
그림 6-6. 안산안굴 보호시설과 동굴 입구 161
그림 6-7. 안산안굴 측량도 및 척추동물 발견(빨간 원) 위치(modified 국립환경연구원, 2003) 161
그림 6-8. 안산안굴 내부에 발달한 수직통로 162
그림 6-9. 수직 통로에서 발견되는 척추동물의 골격 169
그림 6-10. 수직 통로에서 발견되는 쥐과의 사체 169
그림 6-11. 안산안굴에서 발견되는 다람쥐류의 두개골과 하악골 170
그림 6-12. 안산안굴에서 발견되는 토끼류의 하악골과 대퇴골 170
그림 6-13. 안산안굴에서 발견되는 박쥐과의 두개골 171
그림 6-14. 안산안굴에서 발견되는 개과의 하악골 171