[표지로 읽는 과학]2022년 1월 통가 화산 폭발이 과학에 남긴 숙제

사이언스 제공

지난 1월 15일 남태평양 통가왕국의 통가타푸섬에서 북서쪽 65㎞ 해역에 위치한 훙가 통가-훙가 하파이화산이 폭발했다. 21세기 들어 가장 강력했던 화산폭발로 추정되는 이 사건으로 바닷속에 여의도 4배 면적의 구멍이 새로 생긴 것으로 밝혀졌다. 화산체 위에 있던 훙가 통가 섬과 하파이 섬은 각각 91%, 75%가 사라졌다. 

국제학술지 사이언스는 1일자 표지에 분화가 절정에 이르기 직전 훙가 화산에서 화산재와 가스 기둥이 솟아오르는 상황을 담은 사진을 실었다.  사이언스에 따르면 통가 훙가 하파이화산 폭발은 인류 역사상 가장 큰 폭발음을 냈던 1883년 인도네시아 순다 해협의 크라카타우 화산 폭발과 비슷한 수준의 압력파와 광범위한 대기파를 생성했다. 화산 분화 규모는 크지 않지만 화산의 폭발음은 16km 안에 있는 사람들의 고막을 모두 터뜨렸다는 기록이 있다. 또 폭발음이 4653km 떨어진 로드리게스 섬에서도 폭발음이 들릴 정도였다. 폭발 직후 대기로 전파된 충격파 전세계 바다로 전달되면서 복잡한 쓰나미를 일으켰다. 

미국 샌타크루즈 캘리포니아대 연구팀은 지난 1월 15일 지구 대기와 바다에 나타난 독특한 파동에 주목했다. 연구팀은 한국지질자원연구원과 일본 도쿄대 등 여러 나라 연구팀과 통가 화산이 폭발하면서 그 충격이 물, 공기, 심지어 지구를 여러 번 둘러싸고 있는 전리층에 파동을 발생시켰음을 보여줬다. 이번 해저 화산 폭발이 또 가장 강력한 기록 중 하나였으며, 가청 소리는 근원지에서 1만km 이상 떨어진 곳에서도 감지됐다. 

연구팀은 화산 폭발 직후 발생한 쓰나미(지진해일)가 직접적인 지각활동에서 발생한 결과가 아니어서 육지를 가로질러 거의 모든 지구의 주요 해양 분지로 이동한 현상도 포착했다.
연구팀은 지구 초저주파와 전리층에도 영향을 미쳤다. 

일본 방재과학연구소 연구팀은 퉁가 화산 쓰나미가 기존 쓰나미보다 예상보다 훨씬 일찍 도착했다는 사실을 알아냈다. 연구팀은 이번 화산 폭발에 따른 첫 쓰나미는 예상보다 2시간 일찍 도착했고 범위도 훨씬 광범위했다. 

연구팀은 시뮬레이션을 통해 대기에 전달된 파동이 해수면 상승에 영향을 주고 수심 변동과 관련한 산란이 장시간 이뤄지는 등 일반 화산 폭발보다도 훨씬 복잡한 상황이 지속됐다는 결과를 얻었다.  사이언스는 이런 일련의 관찰은 사건을 풀고 대기와 바다를 통한 파도의 전파를 이해하는 데 도움이 될 것이라고 분석했다. 

[박근태 기자 kunta@donga.com]