어우~, 더워! 왜 이렇게 더운가 했더니 화산에서 입고 있던 방열복을 아직까지 안 벗고 있었구나? 방열복은 섭씨 수백 도를 오르내리는 화산을 탐사하는 데 필요한 필수품이거든. 휴~, 갈아입으니 시원하구나! 참, 내 소개를 해야지? 안녕? 나는 그 이름도 유명한 화산학자 ‘인디아나 쭌스’라고 한단다. 지금 얼마 전에 폭발한 일본의 신모에 화산을 살펴보고 오는 길이야.
그런데 한국에는 백두산이라는 어마어마한 화산이 있다며? 뉴스를 보니 곧 폭발 할지도 모른다고 난리가 났던걸? 그런데 모두들 표정이 왜 그래? 마치 준비물 있었는데 모르고 학교 온 사람들처럼? 설마 처음 듣는 얘기인 거야? 그럼 지금부터 날 따라오라구!
참, 그런데 백두산엔 어떻게 찾아가야 하지? 한국은 처음이라서 말이야~. 옳지, 저기 있는 꼬마 아이에게 물어봐야겠다!
전세계 화산이 왈칵왈칵!
꼬마야 안녕? 나는 ‘인디아나 쭌스’라고 한단다. 지금 전세계 곳곳에서 화산이 폭발하고 있는 거 알고 있지? 난 한반도의 화산, 백두산을 찾아보러 왔단다. 혹시 백두산이 어디에 있는지 아니?
와~, 아저씨 모자가 완전 멋있어요~! 그런데 전세계 화산 폭발이라니…, 저는 처음 들어보는 얘긴데요? 알려 주세요, 아저씨~!
2010. 4_아이슬란드 화산 폭발!
2010년 4월 14일, 아이슬란드에 있는 ‘에이야프얄라요쿨’화산이 분화했다. 당시 화산 폭발과 함께 지진이 발생하고 빙하가 녹아 홍수가 발생하면서 인근 지역 주민 약 800명이 대피했다. 또 화산에서 나온 화산재는 7㎞높이까지 올라가면서 비행기가 날아다닐 수 없게 됐다.
2010.10/2011.1_인도네시아 화산 폭발!
2010년 10월 26일, 이번에는 인도네시아 자바 섬에 있는 ‘므라피’ 화산이 분화했다. 인도네시아어로 ‘불의 산’이라는 뜻의 므라피 화산은 화산쇄설류를 일으켜 353명의 목숨을 앗아갔다. 화산쇄설류는 화산재와 화산 가스, 용암, 그리고 뜨겁게 달궈진 바위가 뒤섞여 산 아래로 몰아닥치는 현상이다. 온도가 무려 700~800℃에 이르는데다 시속 150㎞를 넘나드는 엄청난 속도로 내려오기 때문에 미처 대피하지 못한 주민들이 화상을 입어 다치거나 목숨을 잃었다. 인도네시아에서는 올해 1월 27일에도 ‘브로모’ 화산이 분화하면서 공항이 문을 닫는 일이 벌어졌다.
2010. 10/2011. 2_러시아 화산 폭발!
2010년 10월 28일, 인도네시아에서 므라피 화산이 분화하고 있을 때 러시아 캄차카 지역에서도 ‘시벨루치’ 화산과 ‘클루체프스카야’ 화산이 분화했다. 특히 클루체프스카야 화산이 분화했을 때는 화산에서 130㎞나 떨어진 마을까지 화산재가 날아가 10m 앞도 보기 어려울 정도였다. 또한 화산재가 4㎝나 되는 두께로 쌓여 학교가 한동안 문을 닫기도 했다. 그런데 올 2월에 캄차카 지역에 있는 다른 화산인 ‘카림스키’ 화산과 ‘키지멘’ 화산에서 또다시 분화가 일어났다.
2011. 1_일본 화산 폭발!
2011년 1월 26일, 일본에서도 화산 분화가 일어났다. 1959년에 이후 52년 만에 분화한 ‘기리시마’ 산 신모에 봉우리는 화산재를 3㎞ 높이까지 뿜어 올렸다. 이 때 바람을 타고 이동한 화산재와 화산 자갈 등의 분출물이 비처럼 하늘에서 쏟아지면서 사람들이 피신하고 농작물과 마을에 피해가 발생했다.
잠깐! 분화? 분출?
화산에 대한 이야기를 들으면 폭발, 분화, 분출 등 여러 가지 단어가 나와요. 그 뜻이 각각 다르다는 것, 알고 있나요? 분출은 액체 상태의 용암이 지표면까지 올라와 땅을 타고 흘러 내려가는 현상을 말해요. 끈적끈적함이 적은 현무암질 마그마를 담은 화산이 주로 분출을 일으킨답니다. 하와이의 화산들이나 제주도와 울릉도를 만든 화산 활동이 여기에 속해요.
반면에 분화는 끈적끈적한 유문암질 마그마 속에 갇혀 있던 가스가 갑자기 터져 나오면서 화산재와 마그마가 함께 나오는 현상이에요. 흔히 화산 폭발이라고 하면 이 분화를 말한답니다.
펑펑 터지는 화산의 정체를 밝혀라!
아…, 최근 일 년 사이에 이렇게 많은 화산이 분화한 줄 몰랐어요. 갑자기 지구에 무슨 일이라도 생긴 걸까요? 게다가 러시아와 인도네시아에서는 불과 이틀 사이에 화산이 폭발하다니…. 마치 한 화산이 분화하면 다른 화산도 덩달아 분화하는 것 같아 보여요. 화산은 서로 연결돼 있는 건가요?
(헉! 빨리 백두산을 찾아 떠나야 하는데…, 왠지 이 꼬마 엄청나게 많은 질문을 할 것 같은 느낌이….) 아…, 하하! 조…, 좋은 질문이로구나! 아저씨가 궁금증을 풀어 주마!
전세계 화산은 분화 중?
작년부터 화산 분화 소식이 많아서 마치 지구에 무슨 일이라도 생긴 것처럼 보이지만, 사실 지구는 지금 아주 정상적인 상태예요. 화산이 최근 들어 활발하게 활동하고 있는 것이 아니라, 매년 전세계의 많은 곳에서 일어나고 있는 화산 활동이 잘 알려지지 않았던 것뿐이지요. 일본에서는 보통 매년 다섯 개 정도의 화산이 분화한다고 해요. 자, 그럼 지금부터 화산이 어떻게 만들어지는지 알아볼까요?
1 해령
맨틀 위에 얹혀진 판은 맨틀이 운동하는 방향을 따라 이동한다. 맨틀이 서로 반대 방향으로 운동하는 지점에서는 판이 두 개로 갈라지게 되고, 그 사이로 마그마가 흘러 나오면서 ‘해령’이라는 화산이 만들어진다.
2 열점
해양지각은 보통 두께가 6~10㎞ 정도로, 30~40㎞ 정도인 대륙지각보다 훨씬 얇지만 무게는 더 무겁다. 맨틀 속에는 주변보다 특히 뜨거운 ‘열점’이라는 곳이 있는데, 마그마가 판위로 뚫고 나와서 만들어진 열점 화산도 있다.
3 해구
지구상에 있는 대부분의 화산은 해양판과 대륙판이 만나는 판경계 지점에서 만들어진다. 해양지각은 대륙지각보다 무겁기 때문에 대륙지각 안으로 파고 들어가게 되는데, 이 지점을 ‘해구’라고 한다. 이 때 마찰에 의해 마그마가 생겨 화산이 만들어진다.
화산은 판 때문이야~!
화산이 만들어지고 분화하는 것은 모두 판 때문이에요. 판은 바로 지구의 지각과 그 밑에 있는 맨틀의 딱딱한 부분으로 이루어진 땅덩어리를 말한답니다. 지구를 둘러싼 지각은 마치 여러 조각으로 나뉜 퍼즐 조각처럼 생겼어요. 이 판들은 맨틀이라는 뜨거운 마그마 위에 떠서 서로 다른 방향으로 움직이는데, 이 과정에서 화산이 생겨나고 분화하게 되지요.
화산이 서로 연결돼 있는 거야?
화산은 두더지 굴처럼 땅 속에서 연결돼 있는 걸까요? 가까이에 있는 화산은 종종 땅 속 마그마가 서로 연결돼 있기도 하지만, 멀리 떨어져 있는 화산은 그렇지 않답니다. 그러니 여러 나라의 화산이 서로 비슷한 시기에 터진 것은 우연의 일치라고 할 수 있어요.
한반도의 활화산, 백두산을 찾아서!
아이쿠! 벌써 시간이 이렇게 돼 버렸네? 빨리 백두산에 가서 정말로 화산 활동을 하고 있는지 확인해 봐야 하는데….
그런데 아저씨, 좀 이상해요~. 백두산은 아저씨가 말한 화산이랑은 좀 다른 것 같은데 ? 해구에 있는 화산이나 열점도 아니고, 해령은 더더욱 아니잖아요! 천지라는 분화구가 있는 걸 보면 화산이 맞기는 맞는 것 같은데…, 도대체 백두산은 어떤 화산인가요?
백두산은 어떻게 만들어졌을까?
백두산은 크게 보면 열점 화산 중 하나예요. 하지만 특이하게도 해양지각이 아니라 대륙지각에 생겨난 열점이지요. 맨틀 깊은 곳의 뜨거운 열기가 지각의 약한 부분까지 올라와 마그마를 만들고, 그 마그마가 여러 차례 지각을 뚫고 나오기를 반복해서 백두산이 만들어졌답니다.
백두산 형성 과정
❶ 원래 백두산은 편평한 땅이었다. 그러다 약 2300만 년 전부터 1300만 년 전까지 땅속 마그마가 땅의 갈라진 틈새를 타고 밖으로 흘러 나와 용암대지가 만들어졌다.
❷ 약 1000만 년 이상 용암 분출이 없었던 용암대지는 현재 백두산 위치를 중심으로 약 300만 년 전부터 다시 분출하기 시작했다. 이 때 방패를 덮어 놓은 모양이 만들어졌다.
❸ 그 후 약 61만 년 전부터 오랫동안 분출하면서 한 층 한 층 용암이 쌓여 뾰족한 모양의 높은 화산이 되었다.
❹ 백두산 천지는 세 차례 분화로 만들어졌는데, 고려시대였던 1215년에 분화하면서 지금과 같은 모습의 천지가 만들어졌다.
"백두산도 판의 운동에 영향을 받는답니다. 백두산은 판경계 부분에서 조금 떨어져 있기 때문에 판의 이동과 연관이 없다고 생각했던 적도 있었어요. 그런데 2002년 6월 백두산 근처 중국 왕정현 지하 깊은 곳에서 발생한 *심발지진 직후에 갑자기 백두산에 화산지진이 급증하면서 많은 지질학자들은 이 생각을 바꾸게 되었지요. 판의 움직임 때문에 지진이 일어나기 때문이에요. 1970년부터 2010년까지 규모 7이상의 심발지진만 해도 4번이나 있었고, 앞으로도 있을 것이기 때문에 백두산 아래의 마그마는 언제라도 불안정해질 수 있답니다."
*심발지진 : 지하 300~670㎞ 깊이에서 발생한 지진.
- 이윤수 (한국지질자원연구원)
백두산이 활화산?
아직도 백두산이 화산 활동을 쉬고 있는 휴화산이라고 알고 있나요? 사실 얼마 전까지만 해도 학교에서 백두산을 휴화산이라고 가르쳤어요. 엄마 아빠가 공부할 때는 화산 활동이 끝난 사화산이라고도 했고요. 하지만 백두산은 사화산도, 휴화산도 아닌 활화산이랍니다.
미국 매사추세츠공과대학교 에릭 헤틀란드 박사는 1998년부터 2년 동안 백두산 지하에서 발생하는 지진파를 분석해 봤어요. 지진파는 암석이나 마그마처럼 어떤 물질을 통과하느냐에 따라 통과하는 속도가 달라진답니다. 그랬더니 백두산 밑에서 마그마가 들어 있는 두 개의 커다란 방이 발견됐어요. 중국에서도 비슷한 연구를 한 결과, 백두산 아래에 총 네 개의 마그마 방이 있는 것을 알아냈어요. 즉, 백두산은 마그마가 없는 사화산이 아니라는 거예요. 최근에는 마그마를 가지고 있고 분화했던 기록을 가지고 있는 화산이라면 활화산으로 보고 있어요. 따라서 백두산은 활화산인 거죠.
현장 탐사, 백두산은 지금!
헉! 백두산이 활화산이라고요? 게다가 지각의 움직임 때문에 생기는 지진으로 강한 충격을 받으면 분화할 수도 있다니…, 무시무시해요~.
그러니까 더더욱 백두산에 찾아가서 지금 백두산이 어떤 상태인지 알아봐야겠지? 그럼 함께 백두산으로 가 보자! 백두산이 살이 있는 화산이라는 증거를 찾아보자구.
증거 1. 마그마 활동으로 화산성 지진 증가!
쿵쿵쿵~. 방금 땅이 흔들리는 것 느꼈지? 백두산에 가까이 갈수록 지진이 더 잘 느껴지는군. 화산 속의 마그마가 활발하게 움직이면 이런 작은 규모의 지진이 자주 발생하지. 지난 아이슬란드 화산 분화 때도 그랬단다.
화산성 지진은 마그마의 압력 때문에 뿜어져 나온 땅 속의 가스와 지하수가 단단한 암석들을 깨면서 발생해. 다른 지진과 달리 잇따라 일어나는 여진이 일어나지 않고, 지진 규모도 그리 크지 않단다. 지난 1999년부터 중국의 국가지진국에서 백두산에 지진계를 설치해 관측을 하고 있는데, 2002년 6월까지 화산성 지진은 1년 내내 수십 회 정도에 불과했어. 하지만 2002년 6월 28일 중국 왕청현에서 규모 7.3의 심발지진이 발생한 직후, 백두산에서 화산성 지진이 갑자기 늘어난 것이 관측됐지.
증거 2. 알 수 없는 이유로 나무들이 죽고 있다!
앗! 저기 죽어가는 나무들이 보이는군. 백두산 천지 부근에 있는 숲에 도착한 것 같구나. 지난 2004년, 이 숲의 나무들이 원인을 모르게 죽어 있는 것이 발견됐어. 나무들이 죽는 이유는 다양하지만, 죽은 나무 주변에 나무를 죽게 한 벌레들의 흔적이 없어. 흠…, 아마도 땅의 갈라진 틈을 타고 나온 화산 가스 때문인 것 같구나
증거 3. 백두산 온천수가 끓어오르고 있다!
훕! 드디어 화산 가스의 냄새가 느껴지는군. 저기 흐르는 물 주변에 안개처럼 피어오르는 연기 보이지? 바로 그 물이 백두산의 뜨거운 온천수야. 냄새가 나는 것은 온천수안에 있는 화산 가스 때문이란다. 화산 가스는 달걀 썩는 냄새가 날 뿐만 아니라 몸에도 해로우니 조심하거라. 자, 그럼 온천의 온도와 화산 가스의 성분을 분석해 볼까?
음…, 역시나 물의 온도가 상당히 높군. 백두산 온천의 온도는 90년대까지만 해도 70℃ 안팎이었던 것으로 알고 있단다. 하지만 지금은 온천 물의 온도가 80℃가 넘어. 이것도 마그마가 활발하게 활동하고 있다는 증거로 볼 수 있지. 화산 가스에는 이산화황과 이산화탄소, 헬륨, 수소 등이 포함되어 있구나. 이런 성분은 마그마의 활동이 활발할 때 많아진단다.
증거 4. 백두산이 부풀어오르고 있다!
자, 마지막으로 저 쪽에 설치돼 있는 경사계를 살펴 보자. 경사계는 땅의 기울기를 재는 도구란다. 음…, 이 경사계로 2002년부터 2005년 사이에 측정한 자료를 보니, 백두산 천지 부근이 7㎝ 정도 부풀어올랐구나. 한국에 오기 전에 본 위성위치확인시스템(GPS) 자료에서도 비슷한 내용이 있었지. 천지 호수 주변 지형이 10㎝ 이상 팽창했다고 나와 있었거든. 확실히 백두산은 활발하게 움직이고 있는 활화산이 맞구나!
한눈에 이해가 쏙쏙_특집 한 걸음 더!
소리와 온도로 백두산을 감시한다고?
콜록콜록~! 기침이 나고 열이 오르면 감기에 걸린 거겠죠? 그런데 화산이 폭발할 때도 온도가 올라가고 큰 소리를 낸답니다. 그래서 우리나라 기상청에서는 직접 감시할 수 없는 백두산의 변화에 대비하기 위해 백두산의 소리와 온도 변화를 감시하기로 했어요.
자, 그럼 그 방법을 살펴볼까요?
1 백두산 온도 감시하는 천리안 위성
우선 백두산의 온도 변화는 작년에 발사된 통신해양기상위성 천리안이 감시할 거예요. 천리안 위성은 자전하는 지구와 함께 돌면서 항상 같은 자리에서 한반도를 관찰하는 정지궤도위성이랍니다. 그래서 하루에도 여러 번 원하는 지역을 관찰할 수 있어요. 천리안 위성은 센서를 이용해 백두산의 온도 변화를 감시할 예정이에요. 마그마의 활동이 활발해져서 백두산이 뜨거워지면 바로 긴급 상황에 대비할 수 있지요.
2 멀어도 OK! 음파관측소
소리를 이용해 백두산 폭발을 알아차릴 수도 있어요. 화산성 지진은 보통 작은 규모의 지진으로, 우리나라처럼 백두산에서 멀리 떨어진 지역에서는 잘 관측할 수 없어요. 또 백두산이 폭발한다 해도 지진파 관측으로는 지진이 백두산 폭발로 생긴 것인지, 다른 이유 때문에 생긴 것인지 정확히 알 수 없지요. 그래서 만들기로 한 것이 ‘음파관측소’랍니다. 만약 백두산이 폭발하면 엄청난 굉음이 발생하는데, 이 소리가 공기를 타고 전달되기 때문에 정확하게 관측할 수 있다고 해요.
