2000년 저명한 화산학자인 독일 킬대 한스 슈밍케 교수팀은 직접 북한을 방문해 백두산이 10세기에 화산 폭발지수가 6 또는 7인 대규모 폭발을 했다는 사실을 최초로 밝혔다. 당시 화산재 기둥이 25km 성층권까지 치솟고 100km3의 화산재가 방출됐을 것으로 추정했다. 그로부터 16년 뒤, 백두산 연구는 장족의 발전을 이뤘다. 마그마 방의 위치가 드러나고 화산 분화 시 구체적인 재해범위를 추정할 수 있게 됐다. 여기에 백두산 관련 최신 연구 결과를 모아 정리한다.
화산폭발 재해
A 화산재
백두산은 과거 화산재 구름이 수직으로 솟다가 옆으로 퍼지는 격렬한 ‘플리니안(Plinian)’식 분출을 했다. 화산 분화 가운데 폭발력이 가장 큰 이런 분출은 다량의 화산재를 고공(성층권)으로 올려 전세계로 확산시킨다. 미세한 화산재와 이산화황 등의 가스가 에어로졸을 만들어 태양빛을 가린다. 백두산이 봄철에 분화할 경우 화산재가 남한까지 피해를 줄 가능성이 높다는 연구 결과가 나와 있다.
B 화쇄류
온도가 수백 ℃인 화쇄류는 흘러내리는 속도가 최고 시속 100km에 달하는 가장 위협적인 화산재해다. 백두산에 화산폭발지수가 7인 분화가 일어날 경우 화쇄류가 최고 23.4km 거리까지 도달할 수 있다는 연구 결과가 있다.
C 라하
화쇄류가 천지의 물이나 주변 강물과 만나면 걸쭉한 진흙물인 라하가 돼 흐른다. 백두산의 경우 깊은 골짜기를 따라 1000년 전 폭발 시 쌓인 라하층이 두껍게 형성돼 있다.
D 화산가스
마그마가 천지의 물과 만나 수증기, 이산화탄소, 이산화황, 황화수소 등이 만들어진다. 이것이 산성비로 내린다.
구조
E 마그마 방
지난 4월 북한 과학자들이 참여한 국제공동연구팀이 지진파를 이용해 백두산 아래에 서울시의 2배가 넘는 면적(1256km2)을 가진 공간이 있고, 그 속에 마그마가 존재한다는 연구 결과를 발표했다.
>;>; 논란 지진파 상으로 물성이 다른 부분을 모두 마그마 방으로 통칭할 수 있는가에 대한 논란이 있다. 마그마가 2~9% 포함된, 스펀지 같이 구멍이 뚫린 맨틀이라는 주장도 힘을 얻고 있다.
F 초임계유체
액체에 근접한 큰 밀도를 갖지만, 기체처럼 자유롭게 확산하는 초임계유체가 마그마 주변에 활발하게 활동하고 있을 것으로 추정된다. 초임계유체가 암반을 뚫고 길을 내면 그 길을 따라 마그마가 올라온다.
G 마그마
화도 내부의 압력이 낮아지면서 마그마가 상승한다. 이때 마그마에 들어있던 화산가스가 기공을 만드는데(이것이 터져 굳으면서 화산재 등 화산쇄설물이 된다), 10세기 백두산에 화산폭발지수 7의 대분화가 일어났을 때 기공이 두 단계에 걸쳐 만들어지면서 백두산의 폭발력을 높였다는 가설이 있다.
H 화산 지진
2002~2005년 백두산이 분화징후를 보이면서 한 달에 수십~수백 번씩 지진이 관측됐다. 마그마가 뚫고 올라오는 화도의 길목으로 추정된다. 지하 5km 지점에 마그마가 액체 상태로 모여 있는 마그마 통로가 있다는 연구 결과도 있으나, 시추를 해 보지 않고는 정확히 알기 어렵다.
I 화산 번개
화산재 입자들간에 정전기가 일어나 양이온과 음이온으로 분리된다. 이때 대기가 절연 가능한 한계를 넘으면 번개가 발생한다.
J 용암분지
백두산은 ‘탄루 단층’이라는 큰 단층이 지나는 거대한 용암분지에 있다. 주변에 단열대(단층 등)가 발달해 있고, 형제·자매뻘 되는 화산 수십 개가 솟아 있다.
해양판 기원설
일본과 중국 연구팀은 최근 지진파토모그래피 연구를 통해 일본 동쪽에 위치한 해구로부터 섭입하는 태평양판이 백두산 아래 심도 약 500~600km에 있는 상부맨틀과 하부맨틀의 전이대까지 깊숙이 들어가 만주 끝까지 뻗어 있다는 것을 밝혀냈다. 그들은 백두산 심부를 통과하는 지진파의 속도가 유난히 느리다는 사실에 착안해, 백두산 밑 상부 맨틀에 거대한 열구조대(마그마 방)의 존재를 알아냈다. 그리고 이것이 태평양판의 탈수작용으로 생겼다는 주장을 제기했다.
