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해저화산
해저화산(海底火山, submarine volcano)은 해저에 생긴 화산을 말한다. 이 해저화산이 분출물의 퇴적이나 해저의 융기에 의하여 꼭대기 부분이 화산섬이 되기도 한다. 화산의 종류로는 땅 위에 있는 화산과 같으나 주위에 대량의 해수가 존재해, 높은 수압으로 인해 육상의 화산과 비교하면 분화 규모가 작은 것이 많다. 다만 비교적 얕은 장소에서 분화했을 경우, 수압이 적기 때문에 육상 화산과 비슷한 규모의 분화를 일으킨다. 또, 해수가 마그마와 만나 한 순간에 기화하는 마그마 수증기 폭발이 일어나는 경우도 있다. 매우 드물게 아스팔트를 분출하는 아스팔트 화산이 확인되기도 한다.
유사 이래로 해저분화로 그 존재가 확인된 해저화산은 전세계에서 약 200개가 되는데, 그 중에서 약 1/4이 화산섬을 탄생시켰으나, 파도의 침식 등으로 대부분이 모습을 감추었다. 그 중 어떤 것은 대폭발로 자멸하는 경우도 있다. 근년에 해저분화가 일어나 새로운 섬의 탄생으로 세계적으로 유명해진 것은 1963년 아이슬란드 남쪽 난바다에 생긴 서트시섬이며, 항구적인 육지가 될 것 같다. 천해저에서의 분화는 수면이 솟아 오르고, 죽은 물고기나 경석(속돌)이 떠오르며, 연기와 돌이 분출되는 현상 등으로 확인된다.
개요
해저화산은 그 이름처럼 바다 깊은 곳에 위치한 화산을 가리킨다. 바닷속에 위치한다는 점 말고는 지상 화산과 차이가 없지만 '바닷속'이라는 환경이 땅 위의 화산과 큰 차이를 만든다. 해저 화산의 경우 화산 주변을 감싼 다량의 바닷물이 가하는 강한 압력으로 인해 화산이 폭발을 일으키더라도 그 규모가 크지 않은 경우가 많다. 하지만 해저 깊은 곳이 아니라 상대적으로 얕은 곳에서 분화하는 경우, 수압이 크지 않기 때문에 지상의 화산과 마찬가지로 거대한 규모의 분화를 일으키기도 한다.
가장 대표적인 해저 화산의 분화 형태는 '마그마 수증기 폭발'이다. 해저 화산이 분화를 일으키고 1000도 이상 뜨거운 마그마가 바닷물과 부딪히면 순식간에 생겨난 다량의 수증기가 엄청난 폭발을 일으킨다. 해저 화산은 거대한 바다 깊은 곳에 숨어있으며 폭발을 일으키더라도 눈에 잘 띄지 않기 때문에 분화하는 횟수에 비해 관찰 기회가 많지 않다. 이 때문에 항행 중인 화물선이나 비행기, 조업 중인 어선이 우연히 발견한 해저 화산에 연구자를 파견하는 식으로 연구가 이루어진다.
해저 화산은 불의 고리라 불리는 환태평양 지진대 위에 주로 위치하는데, 2022년 분화한 통가 화산은 남태평양 케르마데크 판 위에 자리 잡은 해저 화산이다. 오세아니아의 섬나라 통가의 오른쪽 밑으로 태평양판이 케르마데크 판 밑으로 밀려 들어가며 역사적으로 화산활동이 잦은 곳이다. 900~1000년 정도 시간이 지나 화산 밑에 마그마가 덩어리 지면 바깥쪽 마그마의 일부가 식으면서 내부에 가스가 차게 된다. 가스압이 점점 차오르면 마치 샴페인 병의 거품이 터지듯이 분화구를 통해 마그마가 뿜어져 나오며 폭발을 일으킨다. 2022년 1월 15일 통가 화산은 암석, 물, 마그마를 상공 30㎞ 높이로 뿜어 올렸고 30분 후에는 우주에서도 관찰할 수 있을 만큼 커다란 직경 350㎞의 거대한 구름이 생겨났다.
해저 화산이 만든 제주도, 울릉도, 독도
대한민국의 섬인 제주도, 울릉도, 독도의 공통점은 무엇일까? 정답은 해수면 위에 해저 화산의 분출물이 쌓여서 만들어진 화산섬이라는 것이다.
이 가운데에서 독도가 가장 먼저 탄생했다. 독도는 460만 년 전쯤 생겼고, 독도보다 덩치가 큰 울릉도는 약 250만 년 전에 생겼다. 제주도는 약 180만 년 전에 생겼다고 한다.
독도와 울릉도는 수심 2000미터나 되는 동해의 깊은 바닥에서 용암이 분출해 점점 쌓인 해저 화산의 꼭대기가 바닷물 밖으로 솟은 것이다. 반면에 제주도는 수심 100여 미터의 얕은 대륙붕에서 용암 분출이 일어나 만들어진 화산섬이다.
2022년 통가 해저화산 폭발
2022년 1월 15일 현지 시각 오후 5시 26분(KST 오후 1시 26분), 통가 훙가통가 섬(Hunga Tonga) 근처의 해저 화산(남위 20.5°, 서경 175.4°)에서 VEI 5급의 분화가 발생했다. 이 폭발로 인해 쓰나미가 발생하여 호주, 뉴질랜드, 일본, 미국을 비롯한 태평양 연안 국가들은 수년 만에 쓰나미 경보를 발령하였다. 학계에서는 이번 폭발 규모가 이 화산에서 1천년에 한번 있을법한 규모라고 분석했다.
해저화산 분화는 8분간 이어졌으며 800km 이상 떨어진 피지에서도 천둥과 같은 폭발음을 감지하였다. 화산재와 가스 등의 화산 물질은 상공 180000피트(약 55km)까지 상승한 채로 통가 제도 전체를 뒤덮어 위성 사진에도 명확히 포착되면서, 과거 인류가 관측한 그 어떠한 화산의 화산구름보다도 가장 높게 치솟은 것으로 분석되었다. 이러한 전례없던 화산의 화산구름 높이의 원인은 현재 바닷물이 용암과 만나면서 발생한 급격한 기화작용이 원인인 것으로 분석되고 있다. 폭발로 인한 충격파는 한국에서도 감지되었다. 뿐만 아니라 유럽에서도 폭발로 인한 충격파가 감지되었다. 최종적으로 인공위성으로 보면 약간의 필터링만 거치면 전세계 각지에서의 충격파 감지는 물론, 충격파의 리바운드 현상까지 확인이 가능하였다. 이번 폭발로 인한 충격파는 전세계를 3회 일주한 것으로 확인이 되었다. 상당한 규모의 쓰나미도 발생하였으며, 충격파는 800~900km 정도 떨어진 피지, 840km 떨어진 사모아, 2,200km 정도 떨어진 뉴질랜드 등에서도 들렸다.
훙가통가섬은 원래 두 개의 작은 섬으로 이루어져 있었다. 그러나 2015년에 거대 분화가 발생하면서 면적이 확대되었고, 분화가 지속되면서 하나로 합쳐졌다. 이후에도 분화에 의한 확장과 파도 침식에 의한 축소가 반복되다가 2022년 1월에 갑자기 붕괴돼 두 개의 섬으로 나뉘어졌고 곧 대분화가 일어났다.
이번 분화는 지난 2021년 12월 20일부터 시작된 화산 분화와 연관이 있을 가능성이 높다. 사건 발생 1일 전 올라온 통가 화산 분화 영상 모음집 20일에 시작된 이 분화는 다음 날인 21일에도 계속되었으며, 25일에는 섬이 커진 것이 관측되었다. 이후 분화 횟수가 줄어듦에 따라 대분화로부터 불과 나흘 전인 2022년 1월 11일에 휴면 상태가 선언되었었다.
1월 15일 해저 화산 폭발로 분출된 이산화황의 양은 40만톤 내외로 추정되는데, 이는 1991년 피나투보 화산 폭발의 1/40 정도라 기후에 영향을 미칠 가능성은 적은 것으로 보인다.출처 화산 폭발로 인한 기후 변화 여부는 화산재에 내포된 이산화황이 크게 작용하는데, 통상 1000만톤 이상의 이산화황이 분출되어야 기후에 영향을 줄 수 있는 것으로 본다.
지금까지 기록된 화산 폭발 가운데 가장 높은 58㎞ 상공까지 치솟았던 것으로 밝혀졌다.
'전리권'에도 허리케인을 능가하는 초강력 바람이 몰아치고 이상 전류가 흐르는 등 우주까지 영향을 미친 것으로 나타났다.
올림픽 규격 수영장 5만8천여개를 채울 수 있는 양의 수증기가 성층권으로 유입된 것으로 나타났다. 이는 일시적으로 지구의 평균기온에도 영향을 줄 수 있는 엄청난 양인 것으로 분석됐다.
동영상
참고자료
- 〈해저화산〉, 《위키백과》
- 〈해저화산〉, 《위키백과》
- 〈2022년 통가 해저 화산 폭발〉, 《나무위키》
- 〈해저 화산이 만든 제주도, 울릉도, 독도〉, 《재미있는 화산과 지진 이야기》
- 이형석 과학칼럼니스트, 〈[KISTI과학향기통가 해저 화산 폭발이 남긴 것]〉, 《전자신문》, 2022-02-07
같이 보기
