최근 들어 극지환경에 대한 관심이 증대되고 있지만 건축물 건설 및 유지보수, 자원탐사 등에 필수적인 극지환경에서의 암석의 물리적 변화에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 남극 세종과학기지의 지질 및 기후환경을 모사하여 실험실에서 인공 동결-융해 시험을 수행하였다. 기지 주변의 주요암종과 동일한 암종인 섬록암, 현무암, 응회암을 국내에서 채취하여, - 20°C 에서 동결시키고 + 10°C에서 융해시키는 인공풍화를 수행하였다. 시험 중 일정 주기마다 주사전자현미경과 X선 단층촬영 영상을 취득하여 미세구조의 변화를 관찰한 결과 모든 시료에서 입자탈락, 균열의 생성 및 확장이 관찰되었으며, 탄성파속도와 건조무게를 측정하여 물리적 특성의 변화를 관찰한 결과 탄성파속도와 건조무게가 선형적으로 감소하였다. 높은 공극률, 낮은 인장강도, 느슨한 구조를 가지는 암석일수록 동결-융해 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 본 연구는 암석의 미세구조 및 물리적 특성에 대한 실내실험 기법을 제안함으로써 향후 암석의 풍화 분석에 이용될 수 있으며, 연구결과는 저온지역 암석의 거동 예측에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
이 연구는 남극 세종과학기지의 지질 및 기후환경을 모사하여 실험실에서 인공 동결-융해 시험을 수행하였다.