백두산 폭발 가능성 점검

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지구 우주의 변화 스크랩 백두산 폭발 가능성 점검

대들보 추천 1 조회 73 11.05.25 20:35 댓글 1

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[일본지진 특집] 백두산 폭발 가능성 점검

젊은 화산 백두산은 가까운 장래에 분화 가능성 충분

글 : 尹成孝 부산대 지구과학교육전공 교수

대류권 내에서 분연주로부터 화산재 구름이 탁월풍을 타고 이동하면서 강하화산재를 뿌리는 모습.

(일본 규슈 신모에다케 화산 2011년 2월 분화)

일본에서 지진이 일어난 지 3일 만인 3월 14일 오후 5시45분, 잠시 휴지기였던 규슈의 신모에다케 화산이 폭발적인 분화를 했다.

한반도 주변의 화산활동이 활발해지는 양상이다.

때문에 혹자들은 백두산 지하의 마그마 방이 교란돼 백두산이 폭발적으로 분화하지 않을까 우려한다.

일반적으로 지진은 진원(또는 진앙) 부근에서 가장 큰 강도를 나타내고, 진앙에서 멀어지면서 강도가 급격하게 줄어든다.

이번 지진은 진앙 부근에서는 리히터 규모 9.0, 일본 도호쿠(東北)지방에서 규모 7~8을 기록했지만,

이곳에서 1300km 이상 떨어진 백두산 부근에서는 3 이하를 기록했다.

이 대지진으로 발생한 탄성에너지가 백두산 지하의 마그마 방을 교란해 폭발적인 분화가 이어졌다고 보기에는 부족하다는 말이다.

따라서 이번에 발생한 일본 지진과 백두산 분화 가능성은 관련성이 없다.

하지만 우리 국토에서 어떤 자연재해가 일어난다면, 백두산 분화가 그중 하나가 될 수 있다.


北 핵실험, 백두산 지하의 마그마 방 교란시켜

2002년 6월에 들어 평소와는 달리 화산성 지진활동이 빈발(頻發)하고 지진 규모가 증가했다.

중국 동북부 왕칭(汪淸)현에서 지난 2002년 6월 28일 심발지진이 발생(리히터 규모 M=7.3)한 뒤 백두산 지역에서는 화산성 지진이 군발(群發)로 급증했다. 2003~2005년 사이에 발생한 화산성 지진은 백두산 천지를 중심으로 그 진앙이 밀집됐다.

2004년도 여름에는 삼림의 나무들이 원인 모르게 말라 죽은 것이 관찰됐는데, 곤충의 사체는 발견할 수 없었다고 한다.

그 원인은 백두산 천지 지하에 위치한 마그마 방에서 분리돼 지하의 틈새를 통해 지표로 방출된 유독 화산가스에 의해 말라 죽은 것으로 해석할 수 있었다.

백두산 화산분화에 많은 관심을 가지고 있는 일본은 위성을 통해, 백두산 천지 칼데라 일원이 2004~2005년 1년 사이에 2cm 팽창한 것을 감지했다. 일본 과학자들은 백두산 천지 칼데라의 산정부로부터 지하 약 5km 지점, 즉 평균해수면 아래 2~3km 지점에 약 1.5×106m3 규모의 마그마 방이 존재해 팽창한 것으로 잠정 추정했다.

러시아는 위성 관측을 통해 백두산으로부터 열이 유출된 것으로 보고했다. 북한의 핵실험(2006년 10월 9일)으로 발생한 지진(M=3.6)이 백두산 지하의 마그마 방을 교란하고 활성화시켜 고온의 열을 가진 가스를 방출한 것으로 해석한 것이다.

그 후 백두산 지역에서 2009년 5월 25일 지진(M=4.7)이 발생했고, 2010년 2월 18일 두만강 하류 러시아-중국-북한 국경 부근 러시아 땅에서 강진(M=6.9)이 진원 깊이 574km에서 생겼다. 아마 백두산 지하의 마그마 방을 자극해 활성화시켰을 가능성이 충분하다고 추측된다.

2010년 11월 8일 위성을 통한 감시에서 우연히 백두산 지역의 상공에서 이산화황(SO2) 구름이 관측됐다. 이것은 백두산 지하 마그마 방이 수축하면서 마그마에서 분리된 이산화황을 지표면으로 뿜어낸 것으로 해석할 수 있다. 여전히 천지의 지하에서는 마그마가 역동적으로 활동하고 있다는 것을 암시하는 신호로 해석된다. 하나의 화산에서 분화로 연결되기까지 마그마 방으로부터 발생한 전조 현상의 이러한 맥동을 반복하는 것은 화산의 고유한 특성 중 하나다.

백두산은 여전히 살아 있는 활동적인 젊은 화산이다.

언제 분화할 것인지 그 시기를 정확하게 규정짓기는 어렵지만,

전조 현상들이 지속적으로 나타나면서 그 강도가 증가하면 화산학적으로 가까운 장래에 분화할 가능성은 충분하다.

이런 잠재적 분화 가능성을 가진 마그마가 상승하는 경우 화산분화가 조용하게 진행되는 ‘화산 분출(噴出·effusive eruption)’이 아닌 ‘폭발적 분화(爆發的噴火·explosive eruption)’를 하게 될 것이다.

그 이유는 역사시대 분출물을 형성한 마그마가 점성이 큰 규장질 마그마로, 마그마가 분화될 위치가 천지 칼데라 외륜산 안쪽이 될 가능성이 크기 때문이다. 천지 칼데라에는 차가운 물이 20억t 이상 저장돼 있어 마그마와 물이 만날 확률이 매우 높다.


대규모의 폭발적인 분화가 이뤄질 가능성 배제 못해

만약 백두산이 화산학적으로 가까운 장래에 분화한다면, 현재의 지질학적 상태 및 조건, 즉 백두산 지하의 화산성 천발지진의 진앙이 천지 칼데라 내에서 두 방향이 교차하면서 밀집한다는 것, 천지 칼데라 호수 내에 20억t의 물이 존재한다는 점, 홀로세(Holocene)에 들어와서 주로 점성이 큰 조면암질 내지 알칼리유문암질 마그마(규장질 마그마)가 분화했다는 점을 고려해야 한다.

규장질 마그마는 마그마 방의 상부 화도(火道)를 통해 상승하면서 자체 압력에 의해 파괴돼 조각으로 부서져(fragmentation) 화구로 올라오게 된다. 이 경우 점성이 큰 조각난 마그마가 천지 칼데라 안으로 상승하게 되어, 칼데라 호수 지하에서 상승하는 1000℃ 이상의 점성이 큰 규장질 마그마와 물이 만나게 되면 필연적으로 폭발적 분화를 하게 될 것이다.

즉 물은 뜨거운 마그마를 만나 순간적으로 기화해 수증기로 변할 것이며, 이때 수증기가 폭발적으로 뿜어져 나오는 수증기분화(phreatic eruption)가 시작될 것이다.

마그마는 차가운 물을 만나는 순간 급랭(急冷) 수축하고, 산산이 조각나 부피가 팽창하면서(마치 팝콘을 튀기듯이) 엄청난 양의 화산재(火山灰)와 부석(浮石)으로 변하게 될 것이다. 곧바로 대규모의 폭발적인 분화인 수증기 마그마 분화작용(phreatomagmatic eruption)으로 이어져 엄청난 양의 수증기와 화산재를 대기 중으로 뿜어내고 화구 주변에는 분석(噴石)을 비산(飛散)시킬 가능성이 아주 크다.


백두산 분화로 대홍수 발생 가능

분연주가 성층권으로 진입하여 화산재 구름을 형성한 분화 양상.

백두산 화산의 폭발적인 분화가 일어나면 그 지역은 강하화산재(降下火山灰)가 비처럼 내릴 것이다.

백두산의 과거 분화 이력으로 보아, 화산재 분화 말기에는 분화구 주변에 고온의 화쇄류(火碎流·화산에서 분출한 화산 쇄설물과 화산 가스의 혼합물이 빠르게 흐르는 일. 열운(熱雲), 경석류(輕石流), 암재류(巖滓流), 화산재류 따위가 포함되는데, 흔히 큰 피해를 가져온다)가 발생하고 산사면(山斜面)과 골짜기를 따라 이동하면서 주변 산지에 산불이 발생하여 초목을 태우면서 황폐화시킬 것이다.

천지 칼데라 내에서는 갑작스럽게 출현한 마그마가 물을 만나 부피가 팽창하면 쓰나미가 발생해 물이 칼데라 외륜산을 부수거나, 달문 계곡(승차하)을 통해 장백폭포 쪽으로 흘러넘칠 수 있다. 이때 얼다오바이허(二道白河)와 쑹화강 상류지역에는 대홍수가 발생하고, 대홍수가 화산체의 부서진 암석과 화산재를 동반해 이동하면 주변지역을 매몰시키고 황폐화시킬 것이다. 이 지역의 도로, 댐, 전기, 광산 등이 마비되고, 생태계의 변란, 토양 침식, 호흡기 질환, 식수의 오염 그리고 냉해(冷害) 등 악순환을 초래할 가능성이 있다.

압록강과 두만강에는 화산재와 때마침 내린 강수가 혼합되면 강 주변을 파괴시키면서 이동할 것이다. 비의 양에 따라 홍수도 일어날 수 있다. 남한이 1차적인 화산 재해로 피해를 볼 가능성은 매우 희박하다. 그러나 겨울철과 봄철에 북풍·북동풍이 불어 화산재가 남쪽 방향으로 확산되면, 우리나라 전역에 영향을 줄 가능성을 배제할 수 없다.

화산재 구름이 강원도 쪽으로 내려와 경상북도, 경상남도, 울산광역시 등 동해안 쪽을 지나 일본 규슈지역으로 확산될 가능성이 있다. 화산재 구름이 통과하는 지역에는 강하화산재가 비처럼 내릴 가능성이 충분하다. 성층권으로 진입한 강하화산재가 제트류를 타고 동쪽으로 확산되는 러시아 원동(遠東)지역-일본 동북지방을 통과하는 항공노선을 마비시킬 것은 틀림없다.

승객수송과 항공물류에 대란을 초래할 것이다.

항공기가 국내 수출의 25%를 담당하는 고로, 만일 열흘 정도 항공 대란이 일어난다면

최소 피해가 25억 달러가 될 것으로 추정된다.

화산재의 분화량이 많다면, 화산재들이 성층권에 머물면서 태양복사를 차단해 냉해, 기근을 포함하는 전 지구적인 재앙을 초래할 가능성이 있다. 농·어업 피해에 따른 농작물·식량 피해, 항공기 운항 취소에 따른 경제적 손실, 기업 휴지(休止), 기후변화에 따른 날씨, 호흡기 질환 증가, 화산재와 산성비로 인한 건물 노후화 속도 증가에 따른 직접적 손실, 원화가치 하락, 금융시장 충격에 따른 투자 포트폴리오 악화 등 많은 손해를 예상할 수 있다.

화산 폭발에 대비하는 자세

백두산 화산의 폭발적 분화에 대비해 정부는 예상되는 직접적인 재해 위험을 예측하고, 국제협력을 통해 감시공조 체제를 구축해야 한다. 백두산 천지 지하의 마그마 방의 거동(擧動)을 파악하고, 최적의 관측장비를 구성해 활용해야 한다.

화산분화 가능성 추정인자 개발 연구, 화산재의 영향 고도 및 수평적 영향에 따른 대응책이 필요하다.

한·중·일(韓·中·日) 화산관련 정보의 실시간 공유 방안을 모색하고, 남북협력을 통한 백두산 모니터링 연구사업 등을 추진할 필요가 있다.

백두산의 분화 화산재가 남한으로 확장될 경우를 대비해 정부 관계부처별 화산업무 대응 방안이 강구돼야 한다.

각 부처별 화산 위기대응 매뉴얼 개발, 관계부처별 공유체제 및 역할분담이 필요하다.

아울러 환경부나 기상청에 화산관련 조직이 있어야 한다고 본다. 기상청은 화산정보의

신속 제공 및 대응정보 공개·공유 프로그램 개발을 해야 한다.

또 교육과학기술부와 협력해 대국민 화산이해 확산 및 행동요령 등 홍보·교육 실시가 필요하다.

강하화산재 발생 전·중·후의 행동요령은 다음과 같다.

화산재 강하(降下)가 지속될 경우에는 수시간에서 수일 동안 사람들이 문밖 출입을 하면 안 된다. 방진(防塵)마스크와 눈 보호장비, 최소 72시간 동안 마실 수 있는 충분한 식수와 식량, 라디오와 건전지, 손전등, 비상약품 등을 집에 구비해야 한다.

또 문과 창문은 닫아야 한다. 문지방과 다른 틈새 부분에 젖은 수건을 놓아 두고, 외풍이 있는 창문은 테이프로 붙여 둔다.

강하화산재 발생 중에는 혼란에 빠지지 않도록 유의해야 한다. 실내에 머무는 것이 좋고, 혹 실외에 있다면 차량이나 건물 내부의 대피소를 찾아야 한다. 마스크와 손수건으로 코와 입을 막고, 시력교정용 콘택트렌즈를 사용하지 않는다. 각막 손상을 야기시키기 때문이다. 만약 물에 재가 들어 있으면, 비워 버리고 깨끗한 물을 사용해야 한다.

강하화산재가 낙하한 이후에는 화산재 청소를 해야 한다. 화산재의 크기는 10㎛ 정도로 매우 작기 때문에 텔레비전, 컴퓨터, 카메라 등 어디든 들어갈 수 있다.

화산재는 집 먼지와 다르다. 화산재는 날카로운 형태의 결정질의 구조이므로 닦거나 쓸어서 재를 제거할 때 표면에 흠집을 내고 마모시킨다. 습한 날씨의 경우 재 퇴적물은 젖어서 가라앉으므로 공기가 깨끗해지지만, 건조한 날씨의 경우 재는 쉽게 떠올라서 바람과 교통량으로 인해 재이동된다.

재는 인구밀집 지역에서 반드시 청소되고 제거되어야 한다. 카펫, 가구, 사무장비의 표면을 진공청소기로 청소해야 한다. 마른 비질을 하거나 재를 이동시킬 수 있는 선풍기나 전기 드라이어의 사용은 금물이다.

http://monthly.chosun.com/client/news/viw_contentA.asp?nNewsNumb=201104100020&ctcd=D&cPage=1

※ 위 글은 2011년 4월 월간 조선에 실린 기고문입니다. 위 글의 무단 전제나 복사, 배포는 불가하며 모든 권한은 월간 조선측에 있음을 알려드립니다.

역사속에서 백두산은 전과를 가지고 있는 녀석이다.

백두산은 실록에 기재된 것과 달리 발해를 초토화 시킨 장본인이기도 하며

조선시대의 경제 상황을 쑥대밭으로 만들어 놓기도 하였다.

백두산의 화산폭발을 기록한 사실들은 조선시대에도 잘 나타나 있다.

기록을 보면 1413년, 1420년, 1597년, 1668년 그리고 1702년에 천지를 중심으로 화산회와 가스를 내뿜었거나 이를 추정할 수 있게 하는 기록들이 있다.

실록을 찾아보면

"세종 2년(1420년) 5월 천지의 물이 끓더니 붉게 변했다. 소떼가 크게 울부짖었고 이러한 현상은 열흘 이상 지속됐다....검은 공기는 인근지역으로 가득 퍼졌다"라고 적혀있다. 이어

"현종 9년(1668년) 4월에 한양과 함경도 등 일대에 동시에 검은 먼지가 하늘에서 쏟아져 내렸다"고 적혀 있다.

또 "숙종 28년(1702년)6월 한낮에 함경도 지역 일대가 갑자기 어두워지며 비린내가 나는 황적색 불꽃이 날아왔다....같은 날 인근 지역 현성에서는 연기가 가득한 안개가 갑자기 북서쪽 지역에서 몰려들어...사방에 생선 썩는 냄새가 나 사람들을 놀라게 했다. 눈송이 같이 날라 다니던 재는 1촌(약 3cm) 두께로 쌓였고, 재는 마치 나뭇조각 같았다"

고 적혀있다.

백두산은 이후 1903년 마지막으로 분화한 후 100여 년 넘게 화산활동을 멈추었다.

http://blog.daum.net/mitasan/15674112 (조선 백두산 화산 분출 기록)

http://www.ebuzz.co.kr/content/buzz_view.html?ps_ccid=87790 (되짚어본 화산 폭발史, 백두산은 폭발할까?)

하지만 일본의 대지진 이후, 예전 유럽 전역을 뒤 흔들었던 아이슬란드의 화산 폭발이 문뜩 떠올랐다.