백두산 폭발하면 가장 큰 피해를 입히는 것은?

입력 : 2015.06.08 14:04 | 수정 : 2015.06.08 14:13

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백두산 대폭발의 과학적 근거-②

<①편에계속>
백두산의 높이는 2000년대 들어 10㎝나 높아졌다. 윤 교수팀이 중국 정부의 인공위성 사진을 입수한 결과, 산 정상을 중심으로 백두산이 높아졌을 뿐 아니라 산 전체가 부풀어 오른 것으로 나타났다.

이는 지하의 마그마가 성장함에 따라 백두산 정상부가 솟아오른 것으로 추정된다. 일본 지구자원탐사위성(JERS1)이 1992년 9월부터 1998년 10월까지 측정한 사진과 데이터를 분석한 결과에 따르면, 백두산은 천지를 중심으로 주변 지역이 해마다 약 3㎜씩 솟아오른다.

2004년 미국 매사추세츠공대(MIT)에서도 이를 뒷받침하는 연구 결과가 나왔다. 에릭 헤틀란드 연구원이 1998년부터 2년간 백두산 지하에서 발생하는 지진파를 분석한 결과, 지표면 아래 5∼10㎞, 15∼25㎞ 두 군데에서 마그마방으로 추정되는 고온의 영역을 발견한 적이 있다. 그런데 5~10㎞ 지점에서 관측됐던 마그마방이 당시 2~3㎞ 지점까지 올라왔다는 것이다. 이는 진앙지가 천지 아래쪽 불과 2㎞ 지점이라는 의미이다. 마그마방은 마그마가 거대한 덩어리 형태로 뭉쳐져 있는 것을 말하는데, 수직으로 성장하여 상승하면 곧 분출로 이어지게 된다.

백두산 천지의 수면 높이는 2189m. 이것을 감안할 때 2~3㎞ 아래 지점의 마그마방은 해수면 기준으로 0m 지점까지 올라와 있는 셈이다. 마그마는 맨틀층(지하 30∼2900㎞) 부위에 있다가 힘이 강해지면 그 위의 지각층(지표∼지하 30㎞)을 뚫고 올라온다. 문제는 일본 동쪽 해안을 따라 이어진 태평양 지각판이 유라시아판 밑으로 들어가면서 천지 아래의 마그마방에 자극을 주고 있어 화산 분출의 위험이 높아지고 있다는 것이다.

백두산 천지의 온천수 온도도 올라갔다. 1990년대에 섭씨 69도이던 장백폭포 아래의 온천수가 최근에는 최고 83도까지 뜨거워졌다. 헬륨 농도도 일반 대기의 7배나 증가했다. 지각 아래 맨틀에서 올라오는 헬륨가스의 증가로 백두산의 나무들이 질식해 말라 죽고 있는 상황. 해발이나 온천수 온도, 헬륨 농도의 상승은 화산 폭발 전의 징조다. 지하에서 뜨거운 마그마 활동이 계속 위로 올라오고 있다는 것을 뜻한다. 이는 중국과학원 지질물리연구소 활화산연구센터와 윤 교수팀이 공동으로 측정한 결과다.

지금 나타나고 있는 징조로 보면 백두산 화산은 내일이라도 터질 가능성이 있다. 그럼에도 바로 폭발로 이어지지 않는 이유는 마그마의 점성이 높다는 데 있다. 마그마의 점성이 높으면 지표면 위로 올라오는 속도가 느리고, 그 과정에서 굳어 암석이 되어 버리기 때문이다.

그래픽=김현지 조선일보 기자

만약 백두산 화산이 폭발한다면 가장 큰 피해를 입히는 것은 뭘까. 바로 ‘화산 쇄설류(화쇄류)’다. 화산 구름기둥(분연주)이 1~5㎞ 올라가다가 와르르 무너지면서 산비탈을 타고 주변으로 흩어지는 현상으로, 용암과 기존 암석이 크고 작은 파편으로 부서진 채 화산 가스와 한 덩어리가 된 것이다. 시속 130~180㎞로 빠르게 주변을 덮치기 때문에 피하기가 어려워 화산 폭발에서 가장 무서운 현상으로 꼽힌다.

온도도 500~700도에 달해 이들이 닿는 곳에는 화재가 발생하고, 생물들은 심각한 화상을 입는다. 특히 뜨거운 재가 코로 들어가면 호흡기 점막이 손상돼 숨을 쉴 수 없다. 이 때문에 화쇄류는 화산 폭발로 인한 사망 원인의 70%를 차지한다. 폼페이에서 발굴된 시신들이 모두 웅크린 채 발견되는 것도 화쇄류의 뜨거운 열기 때문이다.

백두산은 다른 화산과 비교해 볼 때 작은 규모가 아니다. 특히 다량의 화산재를 만들어내는 유문암질과 조면암질의 점성 높은 마그마가 대부분이기 때문에 엄청난 양의 분출 가스를 붙잡아 둘 수 있다. 점성이 낮은 마그마는 가스를 붙잡아 두는 힘이 약해 소규모 폭발이 일어나는 반면, 점성이 높은 마그마는 최후의 순간까지 화산 가스를 억제하고 있기 때문에 폭발을 하게 되면 대규모로 이어진다.

윤성효 교수를 비롯해 일부 화산 전문가들은 백두산 천지에 고인 20억t에 달하는 물과 함께 화산재가 분출될 경우 세계적 재앙이 될 수 있다고 우려하고 있다. 천지의 물이 고열과 만나면 수증기로 부피가 팽창해 폭발의 기폭제 역할을 할 가능성이 있다. 분화구에서 25㎞ 이상 공중으로 올라간 화산재가 성층권에 잔존하게 돼 태양 복사를 차단함으로써 기후 한랭화를 초래할 수 있다고 본다.

20억t에 이르는 천지 물이 흘러내리면서 북한 양강도와 중국 지린성 일대에 대규모 홍수가 날 것이라는 예상도 나온다. 화산 분출물들이 물과 함께 흘러내리는 화산성 홍수인 ‘라하르’는 경사면을 따라 시속 100㎞로 흐르기 때문에 주변을 휩쓸어 버린다. 특히 기존 분화구에 고여 있는 물이 많을수록 위협은 더 커진다고 경고하고 있다. <③편에서 계속>

김형자 과학칼럼니스트 |

[출처] 본 기사는 프리미엄조선에서 작성된 기사 입니다