“일본 여행 취소해야 하나”…1만년 만에 역대급 화산 조짐

국제 학술지 “해저 아래 마그마 재축적 포착”

일본 가고시마현 류큐 열도 이오섬. [위키피디아]

지난 1만 년 사이 가장 거대한 분화를 일으킨 일본의 해저 화산이 다시 활발해질 가능성이 제기되고 있다. 과거 대규모 분화가 발생했던 지점 바로 아래에서 마그마가 다시 축적되고 있다는 연구 결과도 확인됐다.

6일 일본 고베대학교 연구팀이 국제 학술지 ‘커뮤니케이션스 지구와 환경(Communications Earth & Environment)’에 발표한 논문에 따르면, 가고시마현 류큐 열도 이오섬 인근 키카이 칼데라 지하에서 마그마가 점진적으로 재충전되고 있는 것으로 나타났다.

키카이 칼데라는 약 7300년 전 단 한 차례의 분화로 약 160㎦에 이르는 막대한 양의 화산 물질을 분출한 초대형 화산이다. 1980년 미국 세인트헬런스 화산이 1㎦에도 못 미치는 분출량을 기록했고, 1991년 필리핀 피나투보 화산 역시 약 10㎦ 수준에 그쳤던 점을 감안하면 그 규모를 짐작할 수 있다.

이 폭발로 해저에는 거대한 칼데라 지형이 형성됐고, 이후 마그마가 바닥을 뚫고 솟아오르면서 약 32㎦에 달하는 세계 최대 규모의 용암 돔이 만들어졌다.

이번 연구는 이러한 용암 돔에 마그마를 공급하는 경로와 위치를 구체적으로 규명하는 데 초점을 맞췄다. 연구를 주도한 지구물리학자 노부카즈 세아마는 “칼데라 분화의 메커니즘을 이해하려면, 대량의 마그마가 어떤 방식으로 축적되는지를 먼저 밝혀야 한다”고 설명했다.

연구진은 일본 해양지구과학기술청(JAMSTEC)과 함께 칼데라를 가로지르는 175㎞ 구간에 수중 센서 39개를 설치했다. 이어 선박에 탑재된 에어건으로 해저에 음파를 발사했다.

용암은 고체에 비해 지진파 속도를 늦추기 때문에 파동 속도가 느려지는 지점에는 마그마가 있다는 의미다. 연구진은 1만2000건 넘는 파동 기록을 분석해 해저면 아래 내부 구조를 입체적으로 그려냈다.

분석 결과 과거 초대형 분화 때 작동했던 마그마 저장소가 수천 년이 지난 지금도 여전히 활성 상태를 유지하고 있는 것으로 파악됐다.

용암 돔에 있는 마그마 물질도 과거 분출된 물질과 달랐다. 세아마는 “용암 돔 아래 마그마 저장소에 있는 마그마는 새로 충전된 마그마일 가능성이 높다는 것”이라고 설명했다.

또 평균 1000년마다 8.2㎦ 이상의 마그마가 새로 충전된 것으로 추정됐다. 마그마 저장소 부피가 220㎦에 이를 수 있다는 분석도 나왔다. 향후 분화를 유발할 수 있는 잠재적 에너지가 상당한 수준으로 축적되고 있다는 뜻이다.

연구진은 “칼데라 바로 아래 얕은 지점에 있는 마그마 저장소에 용융물이 재주입되는 과정은 거대한 칼데라 분화로 이어지는 단계일 수 있다”고 전망했다. 이런 마그마 재충전 양상은 미국 옐로스톤이나 인도네시아 토바호에서 확인된 대규모 얕은 마그마 시스템과 유사한 패턴을 보인다.

다만 실제 대규모 분화가 일어나려면 마그마가 얼마나 더 쌓여야 하는지는 현재 기술로 정확히 예측하기 어렵다. 연구진은 지진파 속도 변화와 같은 지구물리학적 신호를 지속해서 관측하는 것이 향후 분화 가능성을 판단하는 지표가 될 수 있다고 강조했다.