첫 번째처럼 바위가 부서져 돌, 자갈, 모래나 더 가는 가루가 모여 흙이 되는 경우에 흙이 되는 최초의 바위를 가리켜 어머니가 되는 바위라는 뜻으로 모암(母岩)이라고 부른다. 또한 흙이라고 부를 수 있을 정도로 작아진 것을 모재(母材)라고 한다. 이 모재가 여러 작용에 의하여 흙의 층위가 표층, 심층으로 나누어져 비로소 흙으로 탄생한다.

어떻게 큰 바위가 2mm도 안되는 작은 흙으로 변할 수 있었을까? 그것은 바로 물과 바람의 힘 때문이다. 이른바 풍화작용이라고 하는 것이다.(풍화 : 지표면의 바위가 공기, 물, 온도 따위의 작용으로 차츰 부서지는 현상)

첫 번째로 물의 힘을 보자면 여름내 온 비가 바위틈에 흘러 스며들었다고 할 때 일부는 증발하겠지만 일부는 겨울까지 가서 추운 날씨에 얼어버린다. 이때 물은 얼면서 자신의 몸을 부풀리는 팽창을 하게 된다. 우리가 냉장고에 얼음을 얼리면 처음 넣은 물보다 더 커지는 것도 같은 이치이다. 이런 과정을 되풀이하면서 바위는 그 팽창하는 힘을 이기지 못하고 부서지게 된다.

두 번째로는 식물의 뿌리이다. 처음에는 바위의 좁은 틈에 있는 흙 위에서 자라던 식물이 점점 자라나면서 바위틈 속으로 뿌리를 내리게 되며 이 힘을 이기지 못한 바위는 조각이 나는 것이다.

세 번째로는 바람의 힘이다. 오랜 기간 바위는 바람에 깍이고 바람에 실려 온 미세한 모래 입자들과 부딪히면서 깍이고 깍이어 점차 작은 모습으로 변해간다.

이와 더불어 동물의 사체나 낙엽 등이 쌓여 분해되고 흙과 함께 화학적 작용을 일으키면서 우리가 농사를 짓거나 나무를 심을 수 있는 비옥한 흙으로 다시 태어나는 것이다.

만들어진 흙은 그 자리에서 가만히 있는 경우도 있지만, 경우에 따라서는 멀리멀리 여행하기도 한다. 예로서 산의 바위가 풍화되어 만들어진 흙이 강이나 바다로 이동하는 경우이다.

흙은 산에서 중력에 의하여 붕괴되어 산록경사지를 이루기도 하고, 더 나아가 곡간지와 평탄지를 지나 바다에 이르기도 한다. 원래 위치에서 멀리 여행 할수록 자갈이나 토양입자는 점점 잘게 부서지고 표면이 매끄럽게 된다.

흙이라고 다 같은 흙은 아니다. 흙도 그 모양과 구성에 따라 여러 흙으로 나뉜다. 예를 들면 모래가 많은 흙, 점질이 많은 흙 및 유기물이 많은 흙 등이 있다. 작물이 잘 자라기 위해서는 각 작물이 좋아하는 흙의 조건을 맞추어 주거나 또는 그 흙에 알맞은 작물을 심어야 한다. 흙의 종류(토성)는 어떻게 정의하고 측정하는지 알아보자.

토성의 정의 : 모래, 미사, 점토의 함량비

모래, 미사, 점토의 분류 기준 : 직경에 따라 다음과 같이 정의되며 모래와 미사의 경계를, 국제토양학회는 0.02mm, 미농무성은 0.05mm를 기준으로 하고 있어 서로 다르다. 현재 우리나라에서는 미농무성(USDA)의 기준에 따라 주로 측정하고 있다.

토성의 측정 : 모래, 미사, 점토의 함량비를 구하여 토성삼각도를 이용하여 토성을 정한다.

토양입단을 화학적, 물리적인 방법에 의해 파괴, 분산시켜 체별(모래)과 침강법(미사, 점토)을 통해 입자를 분리하여 정량하는 원리는 같으나, 과정과 침강시 토양입자 정량에 있어 피펫법과 비중계법은 다음과 같은 차이가 있다.

피펫법 순서도

1. 시료조제 (풍건 후 2mm체벌)
2. 시료건조 (105도씨, 18시간)
3. 평량 (10g)
4. 유기물분해 (가열, H2, O2)
5. 분산 (진탕+화학)
6. 모래분리 (270mesh)
7. 점토와 미사를 1L 침강실린더에 넣음
8. Hand stirring후 정치
9. 피펫팅
10. 점토가량 (가열건조)
11. 계산

비중계법 순서도

1. 시료조제 (풍건 후 2mm체벌)
2. 시료건조 (105도씨, 18시간)
3. 평량 (10g)
4. 분산제 넣고 침지 (24시간)
5. 분산 (진탕)
6. 토양을 모두 1L 침강실린더에 넣음
7. Hand Stirring 후 정치
8. 비중측정 (ASTM 152H)
9. 모래분리 (270mesh)
10. 계산

화학적 분산제는 5% sodium hexametaphosphate를 사용하며 피펫법에서는 10mL, 비중계법에서는 100 mL를 넣는다. 침강시 점토 측정에는 분산제만 넣은 Blank test를 시행한다.

침강시 점토와 미사의 'Stokes' 법칙을 따른다. 'Stokes'법칙 : 토양현탁액에서 입자의 하강속도는 입경의 제곱에 비례한다.[ V=kD2, V:입자하강속도, D:입경, k : 계수]

침강시 점토와 미사의 정량은 1L침강실린더에 토양현탁액을 분산시켜 넣고 ‘Stokes’ 법칙에 따라 침강시간에 해당하는 입경을 가지는 입자함량을 피펫팅 또는 비중측정으로 입자함량을 측정한다.

모래는 다시 극조사(2-1mm), 조사(1-0.5mm), 중사(0.5-0.25mm), 세사(0.25-0.1mm), 극세사(0.01-0.05mm)로 나눌 수 있으며, 다음 그림과 같이 한 set의 체(US No 18, 35, 60, 140. 270)를 Sieve Shaker로 진탕하여 분리한 후 정량한다.