shopkeeper/korean_wiki_content_only_120125 huggingface dataset:
해양판이 해령에서 형성될 때, 열수 순환으로 인해 각섬석, 제올라이트, 녹니석과 같은 함수광물이 형성된다. 해양판이 섭입하여 맨틀 아래로 들어가면서 바로비아상(Barrovian facies) 과정이나 프란시스카상(fanciscan facies) 과정들을 거치게 되면, 함수광물들은 물과 불호정성원소를 방출하면서 더 안정한 상태가 된다. 해양판이 열탈수과정을 겪는 것이다. 이렇게 빠져나온 수분은 상부에 있는 맨틀 웻지로 스며들어간다.
이 과정에서 슬랩도 녹고 맨틀도 녹는다. 맨틀 웻지로 스며든 물은 감람암의 솔리더스를 낮추어서 현무암질 마그마가 형성되게 한다. 이 마그마에는 호정성원소(칼륨, 바륨, 납)는 많이 들어있지만, 불호정성원소(니오븀이나 티탄)는 적게 들어가 있다.
마그마 혼합을 통하여.
현무암질 마그마는 유문암질 마그마와 섞일 수 있다. 안데스산맥과 같은 대륙호 지역은 지하의 열구배가 크고, 멘틀 웻지의 열수 흐름이 판 아래를 연하게 만들 수 있는데, 부분적으로 융융된 대륙지각은 중성에서 규장질의 성분을 가지게 된다. 현무암질 마그마가 이렇게 특별히 뜨거운 부분에 관입하게 되면, 주변 대륙지각의 부분용융을 촉진시킨다. 대륙지각에서 기원한 마그마는 이미 관입해 있던 현무암질 마그마와 섞이면서 중성의 마그마를 만드는데, 안산암이나 트래카이트 (조면암) 성분이 주로 형성된다.
반대로 현무암질 마그마는 위에 있는 호(대륙호나 호상열도)에 열을 가할 수도 있다. 그러면 마그마 위의 호는 녹게 되는데, 이때 퇴적물이나 이전의 화산암 등도 함께 녹아들어오게 된다. 그 과정 동안 현무암질 마그마는 온도가 낮아지면서 분별결정작용을 겪는다. 이렇게 들어온 암석들은 온도가 낮기 때문에 하부에 위치하게 되고, 충분한 온도로 낮아지지 않으면 섞이지 않는다.
운석에서 안산암이 발견되었음이 2009년에 발표되었다. 미국의 2006/2007 남극 운석 탐사 기간 동안 그라브즈 누나탁 빙원에서 발견된 두 운석(GRA 06128와 GRA 06129)이 안산암을 포함하고 있었다. 이들로부터 안산암 형성의 새로운 기작을 알 수 있을지도 모른다.
중생대 백악기의 경상 누층군 유천층군에는 안산암이 다수 포함되어 있다. 주산안산암질암은 가장 대표적인 안산암 암석이다. 함안군 지역의 경상 누층군 함안층에는 안산암이 일부 포함되어 있다.
현무암(玄武巖, )은 회색~흑색의 분출 화산암이다. 이산화규소의 함량(45% ~ 52%)이 상대적으로 낮은 특징이 있다. 지표에서 용암이 급속히 냉각되기 때문에 보통 세립질이거나 은미정질이다. 세립질의 석기에 큰 결정을 포함하고 있는 반상질이거나, 기공질, 혹은 거품이 많은 스코리아으로 나타난다. 유색광물로는 휘석이, 무색광물로는 정장석등이 주요 광물이다. 풍화되지 않은 현무암은 흑색 혹은 회색이지만, 철분의 산화에 따라 붉은색이나 자주색이 되기도 한다.
지구상의 현무암질 마그마는 대부분 맨틀 상부에서 감람암()이나 휘석암()이 감압용융과정을 겪으며 생성된다. 또한 해양지각은 거의 대부분 현무암으로 이루어져 있다. 이는 해령 아래의 맨틀 용승에 의해 형성된 것이다. 부분 용융 정도가 큰 경우 쏠레이아이트 현무암이 형성되고, 부분용융의 정도가 낮을 때는 알칼리 현무암이 형성된다. 현무암의 존재는 지구 외에도 달, 화성, 금성에서뿐만 소행성 베스타에도 확인되었다.
현무암은 크게 알칼리 현무암과 쏠레아이트 현무암으로 나눌 수 있다. 알칼리 현무암에는 알칼리산화물(Na2O+K2O)가 상대적으로 더 많이 들어가 있다. 알칼리 현무암에서는 감람석의 결정을 볼 수 있으나, 쏠레이아이트 현무암에서는 감람석 결정을 보기 어렵다. 같은 이산화규소 함량을 가지는 현무암이라도 알칼리 현무암에는 쏠레이아이트 현무암에 비하여 석영의 성분이 적거나 아예 석영이 발견되지 않을 수 있다. 이러한 성분의 차이는 생성 깊이에 따라 부분 용융의 정도가 달랐기 때문이라고 여겨진다.
광물조성.
모든 현무암은 이산화규소(SiO2)의 함량이 낮다는 공통점을 가진다. 주요 구성 광물은 사장석(주로 래브라도라이트;Ca 50~70%)과 휘석(대부분 보통휘석)이다. 감람석과 준장석은 마그마 성분에 따라서 나타나지 않을 수도 있다. 흑운모와 각섬석이 나타날 수 있는 반면 알칼리장석과 석영은 잘 나타나지 않는다. 액세서리 광물로는 자철석, 울푀스피넬(Ulvöspinel), 일메나이트 같은 철 또는 철-티타늄 산화광물이 있다. 이상의 광물들은 강한 잔류자기를 띄기 때문에 고지자기 탐사에는 현무암이
알칼리 현무암은 놈(norm)네펠린이 나타난다는 특징이 있다. 알칼리 현무암은 사방휘석(orthopyroxene)을 가지지 않는 대신 감람석을 가지는 특징이 있다. 장석 반정의 성분은 라브라도라이트에서 안데신(Ca 30~50%) 사이에 분포한다. 알칼리 현무암에서 발견되는 보통휘석(augite)은 쏠레이아이트의 보통휘석에 비해 티타늄의 함량이 높다. 알칼리장석과 류사이트(leucite), 네펠린(Nepheline), 소달라이트(sodalite) 같은 준장석류, 금운모(phlogopite), 형석(aphatite)이 석기에 존재할 수 있다
쏠레아이트 현무암은 반대로 네펠린이 나타나지 않고, 석영이 나타난다. 알칼리 산화물의 함량은 알칼리 현무암에서 더 높다. 쏠레이아이틱 현무암에는 휘석(보통휘석, 사방휘석, 피조나이트)과 칼슘사장석(anorthite; 회장석)의 반이 흔하다. 감람석의 반정이 있을 수도 있고, 그럴 때에는 피조나이트의 림(rim; 광물의 테두리가 다른 광물로 변질된 구조)을 가지기도 한다. 석기는 석영, 인규석(tridymite), 크리스토발라이트로 이루어져 있다. 감람석 쏠레이아이트는 보통휘석과 사방휘석, 피조나이트에 더하여 감람석이 풍부하지만, 감람석은 피조나이트의 림을 가질 수도 있고, 석기에는 존재하지 않는다.
현무암은 솔리더스와 리퀴더스가 높다. 지표에서 리퀴더스는 1200 °C, 솔리더스는 1000 °C보다 조금 낮은 정도로, 다른 화성암에 비해 높은 편이다.
쏠레이아이트 현무암의 대부분은 50~100km 깊이의 맨틀에서 형성된다. 많은 알칼리 현무암의 형성 깊이는 이보다 더 깊어서 150~200km 정도이다. 고알루미늄 현무암은 그것이 원마그마(primitive magma)인지 다른 현무암에서 진화되어 나온 것인지 아직 확실하지 않다.
화학조성.
현무암의 외관은 다들 비슷해 보이지만, 화학성분분석을 통하여 본 현무암은 굉장히 변화무쌍한 암석이다. 각 현무암의 생성환경에 따라 광물구성은 심하게 달라질 수 있다. 현무암은 화학조성에 따라 더 세세하게 나눌 수 있다.
일반적인 화성암 조성에 비추어 보았을 때 현무암에는 마그네슘 산화물, 칼슘 산화물이 많고, 이산화규소와 알칼리 산화물의 함량은 낮다. 이러한 경향은 TAS-다이어그램(총알칼리-이산화규소 다이어그램)에서도 확인할 수 있다.
현무암은 무게를 기준으로 해서 45~55%의 이산화규소(SiO2), 2~6%의 알칼리 산화물, 0.5~2.0%의 티타늄 산화물(TiO2), 5~15%의 철 산화물(FeO)과 14% 이상의 알루미늄 산화물(Al2O3)로 이루어진다. 칼슘 산화물(CaO)은 10% 정도의 무게를 차지하고, 마그네슘 산화물(MgO)은 5~12%를 차지한다.
고(高)알루미늄 현무암은 알루미늄산화물의 무게 비율이 17~19%에 이르고, 무인도현무암의 마그네슘 산화물 비율은 15%까지 이른다. 준장석고철질암석은 현무암과 비슷한데, 알칼리 산화물의 함량이 12%이상이 되기도 한다.
중앙해령 현무암과 이에 상응하는 반려암은 중앙해령에서 만들어지는 특징적인 화성암이다. 이들 암석은 알칼리 산화물의 함량과 불호정성 원소의 함량이 낮고, 맨틀이나 콘드라이트에 대하여 표준화한 희토류 원소의 패턴은 평평하다. 반면 알칼리 현무암의 희토류 원소 패턴은 가벼운 희토류 원소일수록 부화(富化)되어 있고, 희토류원소나 불호정성 원소의 양 자체가 훨씬 많은 것으로 나타난다.
중앙해령현무암은 판구조론 이해의 핵심이라고 여겨지기 때문에 그 성분에 대하여 많은 연구가 있어왔다. 중앙해령현무암이 다른 환경에서 분출된 현무암과 구분되는 특징이 있기는 하지만, 중앙해령현무암 사이에서도 화학조성은 균질하지 않고, 해령을 따라, 또 해양에 따라 성분이 변화한다.
현무암 안에 있는 스트론튬, 니오븀, 납, 하프늄, 오스뮴 같은 원소의 동위원소비 역시 많이 연구되었다. 이들의 연구를 통하여 지구 맨틀의 진화를 알 수 있기 때문이다. 불활성원소의 동위원소비(예를 들면, 3He/4He)는 높은 값을 가진다. 중앙해령현무암의 경우, 일반 대기와 비교했을 때 6~10의 값을 가지지만, 맨틀플룸에서 기원했다고 여겨지는 대양해도현무암은 15~24의 값을 보인다.
생성환경.
현무암은 가장 폭넓은 분포를 가진 암석이다. 대륙이나 해양저에서 흔히 발견된다. 해양저의 거의 대부분은 현무암으로 이루어져 있다. 단지 그 위를 퇴적물이 살짝 덮고 있을 뿐이다. 중앙해령을 따라 벌어진 판의 틈새를 마그마가 채워 넣은 후 식으면서 해양판이 만들어진다. 해양에서 볼 수 있는 현무암이 형성되는 환경은 다음과 같다.
형태와 조직.
현무암이 어디서 어떻게 분출하고 흘렀던 용암이 식어서 만들어졌는지는 현무암의 형태, 구조, 조직을 통해서 알 수 있다. 현무암은 대부분 어두운 회색에서 검은색을 띈다. 현무암은 그 대부분이 세립질의 석기로 이루어져 있다. 반정은 상대적으로 드무나 현무암의 종류에 따라서는 많이 나타나기도 한다.
지면분출.
지표에서 냉각된 현무암질 용암의 형태는 두가지 요인에 달려있다. 분출된 용암이 빨리 식은 경우에는, 온도와 기체 함량에 따라 파호이호이 용암이나 아아 용암 중의 하나의 형태를 가진다. 냉각이 지체되는 경우에는 열수축에 의하여 드물지 않게 육각형 모양의 주상절리가 형성된다. 주상절리는 냉각면에 수직으로 발달하며 단면은 육각형이다. 간혹 드물게 구과상현무암이 나타나기도 하는데, 현무암대지의 연변부에서 잘 발견된다.
용암류나 분석구의 최상부에 있는 현무암은 심한 다공질인 경우가 있다. 현무암질 신더는 철 성분 휘석의 철이 산화되어 종종 빨간색이 되기도 한다.
아아 용암은 신더와 각력암들로 덩이져 있는 두껍고 점성이 상대적으로 높은 현무암질 용암을 아아 용암이라고 한다. 파호이호이용암은 뜨겁고 점성이 매우 낮은 형태의 현무암으로 때때로 지대가 낮은 곳을 채워서 용암호수를 만들기도 한다. 용암 동굴은 파호이호이 용암 분출의 일반적인 특징이다.
현무암질 응회암이나 화산쇄설암은 드물지만 알려지지 않은 것은 아니다. 일반적으로 현무암질은 매우 뜨겁고 점성이 낮기 때문에 폭발적인 용암 분출을 일으키기에 충분한 압력을 쌓아올리기 어렵다. 하지만 화도에서 용암이 막혀 화산기체가 충분히 모이는 경우가 때때로 발생한다. 하와이의 마우나로아 화산은 19세기에 이런 식으로 분출하였고, 뉴질랜드의 타라웨라 화산의 1886년 분화도 그러한 특성을 보였다.
마르는 폭발성 현무암 분출을 통해 만들어진 작은 현무암질 응회암을 특징적으로 가지고 있다. 현무암, 벽암(壁岩)의 각력암으로 된 선상(扇狀) 퇴적지가 형성되고, 그보다 더 멀리까지 현무암질 응회암이 흩어져있다. 제주도의 산굼부리는 마르의 일종이다.
주상절리.
두꺼운 용암류가 냉각되는 동안 수축으로 인한 절리가 발달하게 된다. 냉각 속도가 상대적으로 빠르면, 수축에 의한 응력이 상당히 커진다. 용암류는 수직방향으로는 파쇄되지 않고 수축할 수 있지만 수평방향으로는 암석이 쪼개지지 않고는 공간문제를 해결하기 어렵다. 그 결과 기둥모양의 절리가 발달하게 된다. 이들 기둥의 단면의 모양은 육각형이라고 알려져 있는 경우가 많지만, 실재로는 임의적이다. 다각형들의 평균 변 수는 6이다. 기둥의 크기는 냉각 속도와 관련이 있기는 하지만, 상관관계는 크지 않다. 냉각 속도가 느릴 수록 기둥이 커지는 경향이 있다.
수면하 분출.
침상용암.
용암이 수면아래에서 분출하면, 물이 용암의 표면을 즉시 냉각시키면서 베개 모양의 특별한 모양의 현무암을 형성하는데 이를 침상용암이라고 한다. 뜨거운 용암이 한 배게를 뚫고나와 다른 베개를 형성하는 식으로 만들어진다. 수면하에서의 용암분출에 있어서 침상용암은 매우 일반적이어서, 과거의 현무암이 침상용암의 형태를 가지고 있다면, 용암이 수면하에서 분출하였다고 확신할 수 있다. 침상용암의 중심부는 세립질이고, 껍질 부분은 유리질이다. 방사상의 절리가 있다. 침상용암 베개 하나의 크기는 10cm에서 수m로 다양하다.
파호이호이용암이 바다에 들어가면 침상용암이 일반적으로 만들어지는 데에 반하여 아아용암이 들어갈 때는 리토랄콘(littoral cone)이 형성된다. 리토랄콘은 응회암질의 조각들이 원뿔 모양으로 흩어져쌓인 것으로, 덩어리지고 기공도 많이 포함한 아아 용암이 물 안에 들어가면, 바닷물을 데우게 되고 높아진 증기압으로인해 폭발할 때 화산쇄설물 조각들이 날아가면서 생긴다. 파호이호이용암에서도 파도에 의해 물에 접촉하는 표면적이 넓어지면 리토랄콘을 형성할 수 있음이 관찰되었다.
대서양의 셔트지(Surtsey) 섬은 1963년에 수면위로 나타난 현무암 화산이다. 분화의 초기 국면은 굉장히 폭발적이었는데, 마그마가 물기를 많이 가지고 있었기 때문이었다. 암석이 증기압에 의해 날아가면서 응회암과 분석구를 형성하였다. 이후에는 일반적인 파호이호이형 분출 형태로 전이하였다.
현무암의 생명.
수면하 현무암에서 일반적으로 발견되는 부식의 흔적들로부터 현무암과 해수 사이에서 일어나는 화학반응에 미생물이 중요한 역할을 맡고 있음을 알 수 있다. 상당한 환원상태인 2가 철과 2가 망간이 현무암에 존재한다는 것은 박테리아가 이들을 에너지원으로 이용할 수도 있음을 의미한다. 최근의 연구들은 철황화물에서 배양된 2가철 산화 박테리아가 현무암에서도 2가철을 에너지원으로 하여 성장할 수 있음을 보여준다. 로이히 해산(Loihi Seamount)에서의 최근 연구에서는 철 산화 또는 망간 산화 박테리아를 풍화된 현무암에서 배양하는 데에 성공했다. 현무암질 유리(따라서 해양지각)과 해수의 화학 성분을 바꾸는 작용에서 박테리아가 역할을 맡고 있다는 것은, 이들의 상호작용을 열수분출공에서 생명의 기원을 찾는 연구에도 이들을 이용할 수 있는 가능성을 제시한다.
변성.
현무암은 변성암대에서 중요한 암석이다. 그 이유는 변성대 안의 변성 환경에 대한 극히 중요한 정보를 현무암이 제공하기 때문이다. 현무암이 주어진 온도와 압력 환경에서 변성을 겪으면서 생성되는 광물조합이나 암석종류가 변성상의 이름이 되는 경우가 많다. 청색편암상, 에클로자이트상, 백립암상, 녹색편암상, 제올라이트상 등이 있다. 변성된 현무암에는 금, 구리, 황 등의 다양한 열수광상이 형성될 수 있다.
지구.
인도 데칸고원의 용암, 캐나다 브리티쉬 컬럼비아주의 칠코틴 층군, 브라질의 파라나 트랩, 러시아의 시베리아 트랩, 미국 워싱턴주 오리건주, 캘리포니아주의 컬럼비아강 고원, 북미 동부의 트라이아스기 용암 한국의 제주도 용암 등은 현무암이다. 다른 유명한 현무암지대로는 맨틀 플룸 위에서 형성된 아이슬란드, 남아프리카의 카루 홍수현무암 지대, 이탈리아 시실리섬 동부의 애트나산, 하와이 해산열 등이 있다. 현무암은 거대화성암지역(LIP, Large igneous province)의 가장 특징적인 암석이다.
선캄브리아 이언의 현무암은 습곡, 쓰러스트대에서 발견되는 것이 보통이고, 종종 심하게 변성받았다. 이들은 녹색편암대로 알려져있는데, 현무암이 낮은 정도의 변성을 받으면, 녹니석, 액셔나이트, 에피도트등 녹색을 띄는 광물을 형성하기 때문이다.
대한민국에는 제주도 전 지역에 분포한다. 또한 대구광역시에는 학봉 현무암이 소규모 분포한다.
외계.
현무암은 지구형 행성의 표면에서 가장 흔한 암석이다. 또한 많은 운석들이 현무암과 같은 성분을 가지고 있다. 이들로부터 태양계의 기원에 대한 열쇠를 얻을 수 있다.
달의 어두운부분은, 바다라고 알려져 있는데, 실은 홍수현무암으로 이루어진 평원이다. 이 곳의 암석은 아폴로 계획과 러시아의 루나 계획에 의해 지구로 운반되었고, 달 기원 운석 역시 이 곳의 암석을 대표할 수 있다.
달의 현무암은 지구의 현무암에 비해 철의 함량이 높다. 산화철의 무게 비율이 17~22% 범위에 있다. 티타늄 산화물(일메나이트)의 함량도 충격적인데, 1%에서 13% 사이에서 그 함량이 변한다. 전통적으로는 탈의 현무암을 티타늄함량에 따라 high-Ti, low-Ti, very-low-Ti로 분류해왔으나 클레멘타인 미션을 통하여 얻어진 달 전체의 티타늄 지화학지도에 의하면, 달의 바다에서 암석의 티타늄함량은 연속적으로 변하는 것으로 알려졌다. 티타늄함량이 높을수록 분포는 드물다. 달의 현무암은 충격변성, 산화의 부재, 수화광물의 완전한 부재 등과 같이 색다른 특성을 보인다. 달 현무암은 30억 년에서 35억년 사이에 대부분 분출되었으나 가장 오래된 표본은 42억년 전이고, 충돌구를 세는 방법으로 추정한 가장 새로운 현무암은 12억 년 전인 것으로 추정된다.
서양에서 현무암을 뜻하는 'basalt'라는 말은 라틴어 'basaltēs'에서 유래하였는데, 이 단어는 또 다시 그리스어 "βασανίτης [λίθος]" (매우 단단한 돌)의 음차이다. 이 단어는 이집트가 그 기원일 수 있다. 지질학자 프란츠 뢰빈손-레싱은 애티오피아에서 기원한 '바잘트'라는 단어가 "세상에서 가장 오래된 암석을 기술하는 용어이다"라고 주장했다. 그에 따르면 'bselt' 또는 'bsalt'는 '끓는' 정도의 의미를 가진다. 그는 더하여, 플리니우스에 의하면 첫 번째 현무암은 애티오피아로부터 왔다고 했다. 한편, 그리스어 "basanítēs"의 기원이 동종의 암석이 풍부하게 생산되는 요르단 동부의 지명 "Bashan"에서 유래하였다고도 한다.
한자 사용권에서 사용되는 '현무암'이라는 단어는 1884년에 일본의 지구과학자 고토 분지로가 효고현 기누사키(城崎) 온천 근처의 겐부(玄武)동굴의 이름을 따서 명명한 것이다. 겐부 동굴은 육각형이 잘 발달한 주상절리를 볼 수 있는 현무암질 산에 위치한 동굴의 이름이다. 더하여 중국 신화에서 네 방위를 담당하는 사신(四神)중에서 북쪽을 담당하는 신 역시 현무라고 하는데, 현무를 상징하는 색은 검은색이다. 현무암의 어두운 색조와 상응한다.
석탄(石炭, )은 셀룰로스와 리그닌을 주성분으로 한 수목이 두껍게 쌓여서 만들어진 층이 그 위의 압력으로 탄화되어 생성된 퇴적암이다. 탄화 정도에 따라 이탄, 토탄, 갈탄, 역청탄, 무연탄이 있다.
석탄의 형성.
지층(地層)중에 층상(層狀)으로 들어 있는 식물의 유해로서 연료로 사용할 수 있는 것(암석)을 총칭하여 석탄이라고 한다. 석탄은 지구상에 식물(특히 육상식물)이 번성하기 시작한 때부터 각지에서 많은 석탄층이 만들어졌으며, 가장 많이 생성된 시대는 석탄기(古生代 말엽)로서, 이때에 생성된 것이 현재 세계 각지에서 발굴되고 있다. 외국에서는 주로 고생대 석탄기부터 중생대에 이르는 각 지층 속에 포함되어 있다.
그러나 평안 누층군에 함유된 우리나라의 주요 석탄층은 페름기~트라이아스기에 만들어져 대체로 빈약한 석탄층이 발견되고 있다. 석탄은 주로 탄소로 되어 있고, 이 밖에 수소·산소·유황 등이 들어 있어 연소될 때는 SO2가스가 방출, 심한 냄새를 낸다. 좋은 석탄은 휘발성이 많고, 발열량(發熱量)은 6,000∼8,000칼로리의 높은 열량을 내기 때문에 국민생활의 에너지원으로 크게 각광받고 있다.
유럽에서는 11~12세기부터 사용되었지만, 중국에서는 기원전 4,000년대부터 사용되었다. 그러나 인간이 석탄을 단지 보조적인 연료 이상의 것으로 이용하기까지에는 많은 시간이 걸렸다. 오늘날처럼 탄광에서 대대적으로 파내게 된 것은 19세기 산업혁명 이후의 일이다.
매장 지역.
석탄의 매장량은 석유에 비하여 매우 많으며, 석탄의 산지는 세계 각지에 분포되어 있어, 석유처럼 편재되어 있지는 않고 비교적 고르다. 주로 중국, 인도, 오스트레일리아, 미국의 애팔래치아, 남아메리카에 매장되어 있다. 전세계의 총 석탄매장량은 약 1조 741억톤(2020년말 기준)으로 추정되며 북반구, 특히 러시아·미국 등에 집중분포되어 있다. 그 중 미국이 세계 석탄매장량의 약 23%를, 러시아는 15%를, 중국이 13%를 차지하고 있고 그 외에 독일(루르·자알란트·작센)·영국(탄전이 노후화)·프랑스·폴란드(실롱스크) 등에 상당량이 매장되어 있다.
한반도의 경우 북한지역에 추정 매장량 205억톤(국제기준으로 30억톤)으로 추정되고 있고, 남한 지역에는 2010년 말 기준으로 총 매장량은 13억 5260만톤이고 가채매장량은 4억 2067만톤인 것으로 확인되었다.
대한민국에서 생산되는 석탄은 주로 무연탄이며, 유연탄은 남한에서 전혀 나지 않고 전량 수입하고 있다. 대한민국에는 고생대 후기~중생대 초기의 퇴적암 지층 평안 누층군과 중생대 쥐라기의 퇴적암 지층 대동 누층군 이 분포하는 지역에서 무연탄이 생산된다. 무연탄이 생산되는 지역으로 삼척시-태백시의 삼척탄전, 영월군의 영월탄전, 평창군-정선군의 평창-정선탄전, 단양군의 단양탄전, 문경시의 문경탄전, 충청남도 보령시~청양군의 충남탄전, 보은군의 보은탄전, 화순군의 화순탄전 등이 있다.
석탄은 탄소 함유량이 대단히 많은 물질이다. 그 구조는 석유가 탄화수소의 혼합물인 데 반해 벤젠고리를 위주로 방향족 화합물이 몇 개씩 서로 메틸렌 결합이나 에테르 결합으로 연결된 복잡한 고분자의 혼합체이다. 그 최대의 용도는 화력발전이나 각종 보일러·난방용 등의 연료로 이용되고 있다. 그리고 강점결성의 무연탄으로 코크스를 만들어 제철소에서 철의 정련에 사용하거나 탄소전극의 재료로서도 중요하다. 게다가 건류 공정을 통한 석탄가스·콜타르는 여러 가지 화학제품을 만들게 된다.
석탄은 연료로 사용되는 외에 가스·코크스·암모니아·아닐린 및 기타 물감·폭약·피치·안료·방부제 및 약품제조에까지 널리 사용되고 있어, 그 경제적 가치가 크게 인정되고 있다.
건류.
석탄은 산소를 차단한 채 1,000∼1,300°C의 고온으로 가열하면 열분해되어 석탄가스·가스경유·가스액·콜타르 등을 만들어 내고 나머지는 코크스가 된다. 이와 같이 고체로 된 유기물을 산소가 없는 상태에서 열분해하여 휘발분과 불휘발분으로 나누는 것을 건류라고 한다. 석탄의 건류는 1792년에 영국의 윌리엄 머독이 철로 된 레토르트를 사용하여 비로소 성공한 것인데, 초기에는 석탄에서 등화용 가스와 코크스를 제조할 목적으로 시작되었다. 그 뒤에 코크스로(爐)가 개량되어 콜타르 등의 부산물을 회수하게 되고 석탄가스도 등화용으로부터 도시의 연료용으로 이용되게 되었다. 오늘날에는 제철소에서 주로 제철용 코크스를 만들기 위하여, 또 도시가스 고장이나 화학공장에서 석탄가스·콜타르를 제조하기 위하여 석탄을 고온건류하고 있다. 석탄은 건류에 의해 열분해를 받아 특히 가지부분과 가교부분이 분해되어 메탄이나 일산화탄소가 된다. 또 성분의 일부는 탈수소·환화·축합 등을 일으켜서 열적으로 안정된 방향족 화합물이 된다. 물론 열적으로 안정된 석탄의 구조 부분은 그대로 유지된다.
석탄을 500∼600°C의 비교적 낮은 온도에서 건류하는 방법을 저온건류라고 한다. 이 때 얻어지는 코크스는 반성(半成)코크스 또는 콜라이트라고 부르며 가정용 연료로 사용된다. 저온건류의 특징은 열분해가 다소 온화하기 때문에 생성되는 저온가스·저온타르도 고온건류에 의해 생성된 것과는 다르며, 포화된 쇄상 탄소화합물도 많다. 또 가스의 생성량이 적고 타르분이 많은 것도 특징이다.
콜타르의 이용.
오늘날의 유기화학 산업을 발전시킨 기초를 이룬 것은 석탄을 원료로 하는 석탄화학공업이며, 독일을 중심으로 합성염료·의약품 등이 타르를 이용해서 만들어진 것이 그 시작이라고 할 수 있다. 석탄화학공업에는 석탄가스·가스액·콜타르·코크스 등 여러 종류의 것을 원료로 하는 것이 있는데, 현재 가장 큰 특징을 이루는 것은 300종 이상에 달하는 많은 방향족 화합물이 섞인 콜타르를 원료로 하는 분야이다.
콜타르의 분류.
1856년에 퍼킨이 최초로 보랏빛의 합성염료를 만들어 내었는데, 그 원료가 되는 아닐린을 콜타르 속의 벤젠으로부터 얻게 됨으로써 콜타르의 분류는 합성염료 공업의 발흥과 함께 공업적으로 이루어지게 되었다. 분류 공정에는 일반적으로 석유 분류와 마찬가지로 대규모의 분류탑을 사용한다. 맨 먼저 180°C 이하에서는 경유, 그 다음으로 180∼240°C에서 중유(中油), 240∼270°C에서는 중유(重油), 270∼360°C에서는 안트라센유가 증발하고, 마지막으로 남는 것이 피치이다.
전세계 석탄산업 현황.
경영적 특성.
석탄산업을 경영형태별로 구분하여 볼 때 영국·프랑스·이탈리아 등은 석탄산업이 완전 국영으로 되어 있고, 미국·서독·일본·대만 등은 완전 민영제로 되어 있다. 이에 대하여 우리나라는 이례적으로 국영과 민영의 2원체제로 되어 있으며, 생산여건이나 경쟁면에서 너무도 다른 상태하에서 이원화되어 이로 인한 모순이 심화(深化)되고 있는 실정이다. 이와 같이 경영상의 특성으로 국영인 대한석탄공사는 관련산업에로 단계적인 진출방안을 모색하고 있으며, 자본력이나 기술면에서 뒤떨어져 있어 심부개발(深部開發)이 어려운 중소 민영탄광에 투자, 국영기업체로서의 기능을 수행하는 체제전환을 모색하고 있다. 따라서 탄좌별(炭座別)로 영세한 중소탄광의 적정규모화와 통합을 추진, 심부채굴을 위한 투자소요자금을 출자하는 계열화체제를 확립하고 있다.
대한민국에서 산출되는 주요 에너지자원의 하나인 석탄산업을 보호·육성한다는 것은 당위론적인 목표라 할 수 있다. 석탄산업의 육성은 첫째로 이 산업이 노동집약적인 특징이 있어 고용의 효과가 크고, 둘째로 에너지공급을 국산화함으로써 외화절약의 효과를 갖게 된다는 국민경제적인 이익이 있을 뿐 아니라, 이의 효율적인 개발은 에너지의 자급화(自給化)라는 관점에서 유사시의 국가안보라는 차원 높은 목적을 달성케 하는 데도 크게 기여될 수 있다. 따라서 앞으로 사용에 보다 간편하고 경제적 가치가 높은 열에너지로서 석탄산업을 육성한다는 것은 국가의 적극적이고 효율적인 지원책, 업계의 부단한 노력과 국민의 협조가 뒷받침될 때 비로소 '검은 연료의 혁명'이라는 것도 전혀 불가능한 얘기만은 아닐 것이다. 더욱이 정부의 계획이 국산에너지의 최대한 활용, 국내 에너지수요의 저변확대, 생산의욕의 고취와 안정공급체계 확립, 국산 에너지산업의 기반 강화 등으로 수입에너지와의 경쟁력 강화를 위한 정책적 배려를 하고 있기 때문에 앞으로 석탄산업의 육성은 크게 기대되고 있다. 주지하다시피 석탄은 석유보다 값싼 에너지이며, 공급용 시설비나 이에 따른 부수적 비용이 크게 수반되지 않기 때문에 석유 및 기타 에너지원에 비하여 커다란 이점을 가지고 있다.
우리나라의 석탄산업은 가정용 연료로서의 수요를 무시하지 못하므로 아직도 신탄(新炭)에 의존하는 연료 대체(代替)로서 수요의 확대를 꾀하여야 하며, 또한 정책적인 지원에 선행되는 발전용탄(發展用炭)의 수요개발 문제가 뒤따른다. 그러나 발전용탄에 대한 소비수요가 둔화된 원인은 석탄이 유류에 비하여 열효율면에 미치지 못하기 때문에 일어난 현상으로 평가되고 있지만, 유류로의 대체에 따른 국민경제의 해외의존성의 고취를 감안할 때 석탄의 개발이용이 오히려 경제적일 것으로 분석되고 있다.
대한민국에서 본격적인 석탄산업이 개발된 것은 1953년도 휴전 이후라고 볼 수 있다. 즉, 8·15 광복 후 귀속재산인 국유탄광을 중심으로 점증되던 석탄산업은 6·25전쟁으로 다시 원점으로 돌아갔다. 1953년 휴전 후 석탄광(石炭鑛)의 복구와 개발이 절실히 요청됨에 따라 정부는 국유탄광의 개발을 위하여 석탄공사(石炭公社)를 설립하는 한편, 각종 원조사업에 의한 석탄광개발과 함께 1955년 영암선철도 개통으로 삼척지구의 탄전(炭田) 개발에 활기를 띠게 되었다. 그러나 고체연료의 쇠퇴와 액체 또는 기체연료의 성장이라는 세계적인 추세에 따라 우리나라도 1966년까지 계속 높은 구성비(構成比)를 보였던 석탄이 그 비중이 약해지기 시작한 반면에 석유의 비중은 급속한 팽창을 보여 에너지소비의 44%를 차지하고 있다. 이와 같이 석탄의 축소와 석유에너지의 증가 현상은 계속될 것으로 전망되고 있으나 석유자원이 전혀 없는 우리나라에는 외화부담으로 인한 국민경제의 해외의존성을 높이고 있다는 점에는 문제점을 야기시키고 있다. 경제사회의 발달로 1인당 에너지 소비량이 대폭증가함에 따라 석탄·석유·전력 등 에너지원의 수요는 구조적 변화에 관계없이 폭발적으로 증가하기 시작했다. 주유종탄(注油從炭)이라고는 하나 석탄(특히 무연탄)은 서민가정의 전통적 연료였고, 신탄·갈탄·유연탄은 제철·제련·화력발전 분야에 필수적인 에너지원이므로 그 수요는 꾸준히 증가하였다.
그러나 부존탄층의 협소성·불규칙성·급경사·심부화가 심화되는데 비해 규모의 영세성과 채산성의 악화, 정책지원의 부재, 열악한 근로환경 등으로 신규투자나 기계화가 부진하였고 광원의 이직률이 점차 높아지는 등 사양화 현상을 나타냈다. 제2차 석유 파동 이후 1980년대에 들어와 에너지 소비절약, 대체에너지개발, 석유자원개발 등 에너지 정책을 본격 추진하는 과정에서 석탄산업에 대한 정책적인 지원이 시도되었으나 물량·내용 등에서 뒤늦고 미미한 것이었다. 이미 1977년부터 국내생산량이 수요량에 미치지 못해 수입이 본격화되었으며 1980년대 중반 이후 그 신장세는 대폭 확대되었다. 탄광의 생산성 제고를 위해 군소업체를 통합, 광구를 대단위화하고 새로운 채탄기술을 보급하며 기계화율을 높이기 위한 지원과 보조를 정책적으로 추진, 석탄산업의 부양과 석탄의 안정공급을 도모하고 있으나 그 성과는 의문시되고 있다.
유기적 퇴적암(Organic-rich sedimentary rocks)이란 유기체의 잔재물이 집적되어 형성된 암석을 말한다. 대표적인 예로서, 석탄은 식물조각이 쌓인 후 압력을 받아 형성된 유기적 암석이다. 또한 해저면에서 조개껍질이 집적되어 형성된 석회암도 유기적 암석이다. 그밖의 유기적 퇴적암으로는 처트, 규조토가 있다.
마그마(←그리스어 μάγμα mágma '두꺼운 연고'에서 유래 , ) 또는 암장(巖漿)은 암석이 녹은 것이다. 가장 간단한 경우 암석이 녹는 조건은 일반적인 열역학의 법칙에 따라 온도와 압력에 의해서 결정된다. 하지만 실제 지구에서 일어나는 현상은 온도, 압력과 함께 물의 함량과 암석의 성분을 함께 고려하여야 한다. 온도가 높아지면 암석이 녹기 시작한다. 압력이 높아지면 더 높은 온도가 되어야 암석이 녹기 시작한다. 물이 포함된 암석은 훨씬 낮은 온도에서 녹을 수 있다. 일반적으로 소듐(Na), 포타슘(K)이 많이 포함된 암석보다 철(Fe), 마그네슘(Mg)이 많이 포함되어있는 암석이 더 높은 온도에서 녹는다.
해령에서 분출되는 마그마는 맨틀 물질이 대류에 의해 상승하면서 압력이 낮아지자 녹아서 된 마그마이다. 해령 바로 아래의 맨틀 안에는 수분 함량이 매우 낮기 때문에 해령의 마그마는 온도가 매우 높다. 그리고 해령의 마그마는 매우 강한 염기성이다.
해구 부근의 화산은 대륙 지각이나 해양 지각이 맨틀 안으로 삽입되어 들어가면서 물이 포함된 암석이 녹아서 된 마그마이다. 상대적으로 온도가 낮고 중성 내지는 산성인 경우가 많다. 점성이 높기 때문에 용암류는 넓게 퍼지지 못하고 한 곳에 집중되어 원추 모양의 화산체를 형성한다. 캄차카반도, 일본 열도, 필리핀 열도, 안데스산맥의 여러 화산들이 그 예이다.
열점에서의 화산들도 해령의 마그마와 비슷한 과정을 통해 형성되지만 그 기원은 맨틀의 더 깊은 곳으로 여겨진다. 열점은 많은 양의 마그마를 분출하기 때문에 그 위에 큰 화산체를 만든다. 염기성 마그마는 온도가 높고 이산화규소사슬이 발달되어있지 않기 때문에 점성이 낮아서 넓게 퍼져서 흐르며 그 결과 완만하고 거대한 화산체가 만들어진다. 하와이섬과 아이슬란드가 그 대표적인 예이다. 제주도도 산 정상부의 일부를 제외하면 그러한 성질을 가지고 있다. 화산은 지표면에서 불과 수 킬로미터 아래에 있는 대규모 암석 농축액, 즉 '마그마 방' 위에 자리잡고 있다. 마그마 방 내부 압력은 대단히 높기 때문에 마그마를 방의 측면으로 밀어낸다. 마그마와 지표면 사이에 충분한 공간이 생기면, 마그마는 폭발하면서 화산에서 분출된다.
마그마의 발생.
지구 내부는 깊은 곳일수록 온도가 높고, 압력 또한 높다. 암석은 압력이 높으면 녹기 시작하는 온도도 높아지기 때문에 지하에서는 온도가 올라가도 암석은 좀처럼 녹지 않는다. 마그마의 대부분은 지하 수십 킬로미터에서 수백 킬로미터 깊이에서 발생하는 것으로 보인다. 그와 같은 깊은 부분은 상부 맨틀이라고 하는데, 지표에서 볼 수 있는 많은 암석과는 다른 조성을 가진 감람암(橄欖巖)이라는 암석으로 이루어져 있다. 그러나 감람암이 일부 녹아서 생기는 마그마는 원래의 감람암과는 다르며, 보통은 현무암질로 되어 있다. 온도가 충분히 높지 않기 때문에 감람암은 항상 일부분밖에 녹지 않으며, 그렇게 형성된 마그마는 조금씩 모여 서서히 상승한다.
마그마의 상승.
마그마는 주위의 암석보다 가볍기 때문에 부력에 의해 상부 맨틀 안을 상승한다. 모호로비치치면을 통과하여 지각 속을 더욱 상승하면 지하 10km 깊이 정도에서 부력이 없어져 그곳에 고이게 된다. 이렇게 많은 양의 마그마가 모여 있는 부분을 마그마 덩어리라고 한다. 마그마 덩어리 안의 마그마는 주위의 암석보다도 온도가 높지만 열을 빼앗겨 점차 냉각되면서 결정체가 되어간다. 이때 액체 상태의 마그마 속에 용해되어 있는 가스 성분은 점점 농축되어 압력이 높아진다. 그리고 압력이 지나치게 높아지면 폭발적으로 분출한다. 이것이 화산 활동의 에너지 형식이다. 화산 밑에는 이와 같은 마그마 덩어리가 있는 경우가 많다고 볼 수 있는데, 때로는 훨씬 깊은 부분에서 마그마가 일시에 상승하여 지표에 분출하는 경우도 있다.
조옮김이 제한되는 선법(Modes of limited transposition)은 올리비에 메시앙이 분류한 선법(旋法)이다. 12개의 다른 조가 가능한 일반적인 음계와는 달리 조옮김이 몇 개로 제한되어 있는 선법을 말한다.
고베시()는 일본에서 6번째로 큰 도시로 효고현의 현청 소재지이자 일본을 대표하는 항만 도시로 인구는 약 150만 명이다. 긴키 지방에 위치하고 게이한신 도시권의 일부이다.
오사카시 중심부에서 전철로 30분 거리에 있기 때문에 오사카의 위성 도시 성격도 갖고 있으며 1956년에 일본에서 처음으로 정령지정도시로 지정되었다. 1938년에는 수해, 1945년에는 미군의 공습, 그리고 1995년 1월 17일에 한신·아와지 대지진으로 괴멸적인 피해를 입었으나 그 때마다 훌륭하게 복구되었다.
항만 도시로서의 역사를 상징하는 구두나 양과자의 제조가 활발한 반면에 일본 전통 산업인 일본주(청주, 정종) 제조도 활발하다. 구두 제조업은 한국계 주민들이 많이 종사하고 있다.
고베시 서쪽에서 발견되는 도구들은 이 지역에 최소한 조몬 시대부터 사람이 살았음을 입증해준다. 초기에 쓰인 몇몇 기록들에서 이 지역을 언급하고 있으며 일본서기에서는 201년에 진구 황후가 이쿠타 신사를 설립했다고 쓰여 있다.
나라 시대와 헤이안 시대에 항구는 오와다 정박지(大輪田泊)라는 이름으로 알려졌다. 1180년에 다이라노 기요모리()가 그의 손자 안토쿠 천황과 함께 수도를 교토에서 현재의 고베시 효고구인 후쿠하라(福原)로 옮겼다. 다섯 달 후에 천황은 교토로 돌아갔다. 이후 1184년에 효고구의 헤이케 요새와 이쿠타 신사 주변이 헤이케와 가와치 겐지 사이에 벌어진 겐페이 전쟁 이치노타니 전투의 장소가 되었다. 가와치 겐지는 승리했으며 헤이케의 세력은 더욱 위축되었다.
나라 시대에는 특히 가야나 백제와의 무역이 시작되면서 항구가 건설되었고 가마쿠라 시대에는 규모가 발달되었다. 13세기에 도시는 효고진(兵庫津)이라는 이름으로 불렸다. 이 시기에 효고진은 오사카 북쪽과 함께 셋쓰국을 이루었다. 이후 에도 시대에 현재 고베시 동쪽 부분은 아마가사키번, 서쪽 부분은 아카시번의 관할이 되었으며 중앙은 에도 막부의 직할령이었다. 1871년에 폐번치현이 이루어지고 도도부현 체계가 성립하면서 현재의 행정 단위가 되었다.
효고진은 보신 전쟁이 일어나고 메이지 유신이 이루어지기 바로 직전인 1868년 1월에 막부에 의해 요코하마항, 니가타항, 하코다테항, 나가사키항과 동시에 무역항으로 개항되었다. 개항 이후 고베는 서양에 동화되었고 이 기간에 세워진 외국인 거주지들이 고베의 기타노정에 남아 있다.
오늘날의 고베시는 1889년 4월 1일에 성립되었고 1956년 9월 1일에 정령지정도시가 되었다. 고베라는 이름은 도시에 있는 이쿠타 신사의 신봉호(神封戸, 신사에 기부된 봉호로 이곳의 주민들은 신사에 조세과 과역을 바친다) 취락이 있던 데에서 유래한다.
1995년 1월 17일에는 리히터 규모 7.3의 지진이 오전 5시 46분에 도시 주변에서 발생했다. 약 4,600명이 사망했고 212,443명이 집을 잃었으며 도시의 많은 부분과 항구 시설이 파괴되었다. 지진은 한신 고속도로의 일부를 파괴했고 고가도로는 크게 부서졌다. 일본인들은 이 지진을 한신·아와지 대지진으로 부른다.
고베항은 한신 대지진 전까지 일본 최대의 항구이자 아시아 최고의 항구 중 하나였다. 지진 이후 2005년까지 고베는 화물 처리량 기준으로 일본에서 4위이자 세계에서 38위로 떨어졌다.
해안과 산에 끼어 있는 고베시는 길고 좁다. 동쪽에는 아시야시, 서쪽에는 아카시시가 있다. 다른 인접한 시로는 동쪽의 다카라즈카시, 니시노미야시와 북쪽의 산다시, 미키시가 있다.
고베항의 랜드마크는 고베 포트 타워이다. 유명한 관광 산책로인 고베 하버랜드 주변에는 거대한 회전 관람차가 있다. 고베의 심장부인 해안가에서 좀 떨어진 곳에 모토마치, 산노미야 지구와 난킨마치(차이나타운)가 있고 모두 잘 알려진 상업 지구이다. 철도 노선의 다수는 도시를 동서로 가로지른다. 중심 역으로는 고베산노미야역과 서쪽의 하버랜드역, 북쪽의 신칸센 신코베역이다.
높이 931m의 롯코산에서는 고베 시내가 내려다 보인다. 가을은 숲의 풍부한 색감으로 유명하다.
고베시에는 9개의 구가 있다.
2007년 9월에 고베시의 인구는 1,530,295명, 658,876세대였다. 예년에 비해 1,347명, 약 0.1%가 증가하였다. 인구 밀도는 km2 당 2,768명이었고 성비는 여자 100명당 남자가 약 90.2명이었다. 인구의 13%가 0~14세였고 67%가 15~64세, 20%가 65세 이상이었다.
고베시의 외국인 등록 인구는 약 44,000명이다. 가장 많은 국적으로는 한국인(22,237명), 중국인(12,516명), 베트남인(1,301명), 미국인(1,280명) 순이었다.
고베시는 한신 공업지대의 중요한 항구이자 제조업 중심지이다. 고베항은 오사카항을 제치고 지역에서 제일 분주한 컨테이너 항구이자 일본에서 네 번째로 분주한 항구이다.
2004년에 도시의 총 실질 GDP는 6조 3000억 엔으로 효고현의 34%, 긴키 지방 전체의 8%를 차지했다. 1인당 연수입은 약 270만 엔이었다. 부문별로는 1차 산업(농업, 어업, 광업)이 1%, 2차 산업(제조업, 공업)이 21%, 3차 산업(서비스업)이 78%를 차지했다.
2004년에 고베시에서 생산, 수출된 소비재의 가치는 2조 5천억 엔이었다. 4대 생산품으로는 소형 가전제품, 식료품, 운송 장비, 통신 장비로 고베시 제조품의 50% 이상을 차지했다. 고용 면에서는 식료품, 소형 가전, 수송 장비가 3대 부문을 차지했다.
고베시는 169개의 초등학교, 83개의 중학교를 관할하며 각각 80,200명, 36,000명의 학생이 등록되어 있다. 여기에 4개의 사립 초등학교와 14개의 사립 중학교를 포함하면 2006년 등록된 초등학생 수는 82,000명, 중학생 수는 42,000명이 된다.
고베시는 또한 28개의 공립 고등학교 중 7개를 직접 관할하고 나머지는 효고현 교육청이 관할한다. 또한 도시에는 25개의 사립 고등학교가 있다. 2006년에 총 등록된 고등학생 수는 43,400명이었다.
삿포로시()는 일본 홋카이도의 도오지방에 위치하고 이시카리 진흥국에 속한 도시로, 홋카이도의 도청 소재지이자 경제 중심지이다. 일본의 정령지정도시 중 하마마쓰시, 시즈오카시 다음으로 면적이 넓고 일본의 도시 중 다섯 번째로 인구가 많다. 10개의 행정구가 있다.
"삿포로"라는 지명은 아이누어의 "삿 포로"(,Sat poro, '건조하고 넓은 땅'), "사리 포로 벧"(, Sari poro pet, '큰 습지가 있는 곳') 등에서 유래했다. 아무도 없는 곳에 홋카이도 개척의 거점으로서 미국식 계획 도시를 건설했다.
인구는 일본에서 다섯 번째로 많고, 1972년에 정령지정도시로 지정되었다. 일본에서 가장 북쪽에 위치한 정령지정도시이다. 도쿄, 오사카, 나고야, 후쿠오카 등 일본의 대도시는 해안을 끼고 발달하는 것이 일반적이지만 삿포로는 내륙 도시이다. 면적도 일본의 시 가운데 여덟 번째로 크지만 산림이 많아서 인구 밀도는 1,666.51명/km2로 정령지정도시 중에서 네 번째로 낮다. 메이지 시대 초 홋카이도의 개척이 시작된 당시에 홋카이도에서 가장 인구가 많은 도시는 혼슈에서 가장 가깝고 무역 항구도 개설된 하코다테시였으나 개척이 진행됨에 따라 삿포로에 인구가 집중하게 되었다.
1972년 동계 올림픽 개최를 계기로 세계적인 관광 도시로 성장하였다. 매년 2월에 오도리 공원과 스스키노를 비롯한 시내 전역에서 열리는 삿포로 눈축제는 눈을 사용해 세계의 유명한 건물이나 인물 상을 만들어 전시하는 축제로 세계적으로 유명하다.
에도 시대에 홍수로 인해 도요히라강의 흐름이 동쪽으로 바뀌고, 원래의 유로는 후시코강이 되었다. 또한 마쓰마에번에 의해 개창된 이시카리 13장소가 1780년대 중반부터 말기에 걸쳐 설립되었다. 그중 핫샤부 장소(현재의 바라토강 좌안, 핫사무강 합류 지역 부근, 기타구), 신호로 장소(현재의 바라토강 좌안, 시노로강 합류 지역 부근, 기타구), 나이호 장소(후시코강 상류 부근, 히가시구), 가미삿포로 장소(도요히라강 유역), 시모삿포로 장소(도요히라강 유역)가 현재 삿포로시에 해당하는 지역에 펼쳐져 있었으며, 이들 장소로 불리는 마쓰마에번 가신 지행지는 에도 막부 말기 무렵까지 존속했다.
도심에 인구가 집중되어 있고, 이들 중 일부는 다른 지방에서 이주하거나 전근하여 온 사람들이다. 또한 다른 일자리를 구하기 위해서 도쿄라든지 일본의 다른 대도시에서 온 사람들도 있다. 인구는 증가하고 있지만 최근에는 정체되고 있다.
삿포로는 이시카리평야의 남서쪽 그리고 이시카리강과 도요히라강의 선상지에 위치한 도시이다. 도시의 도로는 그리드 형태로 잘 정비되어 있다. 삿포로의 남쪽과 서쪽은 과 마루야마산, 모이와산 등의 산들로 둘러싸여 있고 그곳을 흐르는 이시카리강, 도요히라강, 소세이강 등이 있다. 공원이 많고 그 중 오도리 공원은 도심부에 자리잡고 있으며 연중 많은 행사와 축제가 열리는 곳이기도 하다. 모에레누마 공원은 삿포로에 있는 가장 큰 공원 중 하나이며 일본계 미국인 예술가이자 조경 전문가인 노구치 이사무의 계획 아래 건설되었다.
삿포로는 냉대 습윤 기후(쾨펜의 기후 구분 "Dfa")에 속한다. 여름과 겨울의 기온차가 크고 밤낮의 일교차가 심하다. 겨울은 적설량이 많지만 바다에서 불어오는 편서풍에 직접 노출되지 않기 때문에 근처 오타루시, 이와미자와시보다는 적설량이 적어 홋카이도에서는 그나마 눈이 덜 오는 편이긴 하지만 그래도 일본의 대표적인 대설 지역이다.
겨울에는 오후 4시에 해가 저무는데 인근 기타히로시마시 등과 비슷하다.
여름은 장마가 없고(7월 후반에 비가 계속되는 '에조 장마'라는 현상은 있음), 태풍의 영향도 적다. 1981년의 이시카리강 범람 이후 대규모 하천의 범람은 없다. 산지에 여름까지 남아있는 적설이 저수지 역할을 해 수자원이 풍부하다. 추운 도시라는 이미지가 강했지만 최근에는 겨울 최저기온이 -10도 이하까지 내려가는 일이 드물어진 반면, 여름 최고기온이 30도를 넘는 날이 많아졌다.
역대 최저 기온은 영하 29도이지만 최고 기온이 무려 36도나 된다.
삿포로시에는 10개의 구가 있다.
홋카이도 경제의 중심을 이룬다. 센다이시 등과 같이 지점 경제의 경향이 강하고, 지역 기업의 기반은 약하지만 3차 산업은 충분히 발달해 있다. 또 다른 일본 주요 도시에 비해 노동력, 임대료, 원재료, 농산물이 싸기 때문에 이러한 특색을 살린 산업도 발전하고 있다. 하지만 현지를 기반으로 한 민간 대자본이 부족하고, 3대 도시권에서 볼 수 있는 사철(사유철도)도 존재하지 않기 때문에 도시 계획·개발은 민간보다는 삿포로시나 홋카이도 개발국 등 관 주도로 이뤄지는 경향이 크다.
풍부한 자연을 살린 관광업이 활발하며 매년 2월 초순에 열리는 삿포로 눈축제 기간에는 일본 국내외를 불문하고 많은 관광객이 방문한다. 2006년도의 삿포로 관광객 수는 1410만 4천 명(삿포로시 관광문화국 조사)이다.
식품가공업.
시내 각처에 식품가공업과 제과업이 점재하고 있다.
정보서비스업.
1976년에 홋카이도 대학의 아오키 요시나오 교수가 설립한 홋카이도 마이크로 컴퓨터 연구회에서 BUG나 허드슨 등 많은 IT 기업이 파생적으로 탄생했다. 근래에는 콜센터나 비즈니스·프로세스·아웃소싱(outsourcing)(BPO) 산업 유치가 번성하고, 삿포로 에키키타구에는 정보기술 관련 기업이 집중되어 있다. 일본우편의 콜센터도 삿포로에 소재하고 있다.
주요 산물은 양파(札幌黄), 호박, 수박, 시금치 등이다. 특히 양파는 삿포로가 재배 발상지이며 오카다마 지구 등에서 활발히 재배되고 있었지만, 최근에는 택지 개발의 영향으로 생산량이 감소하고 있다.
현재는 거의 행해지지 않는다. 1971년에 데이네 광산이 폐광하기 전까지는 광산에서 금, 은, 동을 채굴하였다. 또 2006년 3월 31일에 폐광한 마나미구 도요하 광산은 세계 유수의 인듐 광산이었다.
삿포로시에서는 1972년 동계 올림픽과 2020년 하계 올림픽(마라톤 종목)이 열렸으며 다음과 같은 프로 스포츠 팀들이 있다.
수난곡(受難曲)은 배우의 연기 없이 무대에 올려지는 성악을 주로 한 종합 예술이다. 이러한 의미에서 오라토리오와 비슷하지만, 성경의 사복음서를 기초로 한 예수 그리스도의 생애를 주로 담았다는 데에서 차이가 있고, 독일 계열 작곡가들에게 주로 쓰인 개념이다. 수난 또는 수난곡을 뜻하는 영어 'Passion' 2세기에 나타난 라틴어 "passio"에서 유래하며, 예수의 생애와 고난이란 의미를 담고 있다.
옛날부터 성(聖) 금요일이나 성주간(聖週間)에는 수난극이나 이와 비슷한 행사를 하였다. 12세기경부터 복음서에 따라 그리스도 수난의 이야기를 3인의 신부가, 한 사람은 복음사가(福音史家)의 역(테너)을, 또 한 사람은 그리스도의 역(베이스)을, 나머지 한 사람은 군중의 역(알토)을 맡아 낭독조로 노래하는 습관이 되었다. 이것이 그 뒤의 수난곡의 기원이다. 이와 같은 형식으로 된 수난곡을 '코랄 수난곡'이라 하며, 대략 17세기경까지 만들어졌다. 특히 유명한 작품으로는 쉬츠의 《마태오 수난곡》이 있다. 이와 함께 16세기-17세기에는 다른 타입의 '모테토 수난곡'이 생겼다. 이것은 텍스트의 전체를 등장인물의 수와 관계없이 일관하여 모테토풍의 다성부 합창으로 노래한다. 음악사적으로 가장 중요한 것은 17세기 중엽경에 성립한 '오라토리오 수난곡'이다. 이것은 일반적으로 성서의 텍스트를 자유롭게 시로 만들어 코랄 또는 솔로의 아리아 형식으로 삽입되어 있기 때문에, 형식적으로도 아리아, 레치타티보, 합창, 통주저음, 기악반주를 썼으며, 오라토리오의 형태와 흡사하다. 이 장르의 대표적 작품으로는 바흐의 《요한 수난곡》과 고금 최대의 걸작이라고 칭찬받고 있는 《마태오 수난곡》이 있다.
《마태 수난곡》(, 작품번호 BWV 244)은 요한 제바스티안 바흐가 작곡한 오라토리오 수난곡이다. 신약성경 마태오의 복음서에 따른 예수의 수난과 죽음의 이야기가 작품의 중심을 이루며, 이에 수난 코랄과 피칸더가 지은 경건시들이 자유로운 합창과 아리아 형태로 삽입되어 있다. 마태수난곡과 요한수난곡은 바흐가 남긴 수난곡 가운데 완전한 형태로 전해지는 유일한 두 작품이다. 총 연주 시간은 150분이 넘고, 솔리스트, 두 개의 합창단, 두 개의 오케스트라가 동원되는 대규모 편성으로 구성되어 있으며, 이는 바흐의 작품 가운데 가장 방대한 규모이자 최대 편성의 곡으로서 개신교 교회음악의 정점으로 평가된다.
1727년 4월 11일 성 금요일에 라이프치히의 토마스 교회에서 초연되었다. 바흐 사후에는 오랜 기간 동안 잊혀졌으나, 1829년 3월 11일 베를린에서 펠릭스 멘델스존 바르톨디가 축약된 버전으로 재연하면서 바흐 르네상스를 여는 계기가 되었다.
기독교 공동체에서는 예수 그리스도의 수난과 죽음이 중심적인 의미를 지녔기 때문에, 성경의 수난 이야기는 초기부터 큰 중요성을 부여받았다. 이러한 성경 본문은 성찬식 및 교회력의 예배에서 엄숙한 낭독을 통해 특별한 취급을 받게 되었는데, 5세기경부터는 복음사가, 예수, 폰티우스 필라투스 및 기타 인물 등 다양한 역할로 분담되어 드라마적인 방식으로 낭송되었을 것으로 추측되기도 한다. 하인리히 쉬츠는 이러한 인물들에게 각각 다른 성부(聲部)를 부여하고, 군중 장면은 다성부 합창으로 구성하였다. 16세기 말 독일 남부에서는 수난 이야기를 중간에 코랄로 끊으며 회중이 이를 함께 부르는 전통이 생겨났고, 17세기부터는 코랄과 아리아 같은 자유로운 시적 구성 요소들이 삽입되기 시작하였다.