[주말N과학] 10일 넘게 분화 중인 하와이 활화산… “지구 역사 이해에 결정적 단서”

1984년 이후 38년 만에 폭발한 ‘마우나 로아 화산’
2900km 하부 맨틀서 올라온 용암 분출
“지구 내부 구조 형성 관련 연구에 큰 도움”

미국 하와이주 빅아일랜드 힐로 인근에 있는 세계 최대 활화산 마우나 로아 화산이 지난달 28일(현지 시각) 약 40년 만에 활동을 재개했다. 활동 재개로 용암과 화산재 등이 관측되는 가운데 당국은 화산활동 상황이 급변할 수 있다며 주민들에게 경고하고 있다. 사진은 미국 지질조사국(USGS)이 지난 4일 항공 촬영해 6일 공개한 해발 3510m에 있는 화산 화구 북동부 균열에서 일어나는 활동 모습. /미 지질조사국(USGS)

세계 최대 활화산인 미국 하와이의 마우나 로아 화산에서 용암이 흘러내리는 모습을 찍은 항공사진을 지난달 30일(현지시간) 미국 지질조사국(USGS)이 공개했다. 같은달 27일 해발고도 4170m인 마우나 로아 화산 분화구에서 38년 만에 용암이 분출했다. 지질학자들은 용암이 최고 60m까지 치솟았다고 말했다. 현재 화산은 4개의 틈이 생겨나 있다. /미 지질조사국(USGS)

미국 하와이 마우나 로아(Mauna Loa’s) 화산에 지질학계의 관심이 높아지고 있다. 지각판 경계에서 발생하는 화산 활동과 달리 미국 하와이 화산은 지구 하부 맨틀에서 형성된 마그마가 지각을 뚫고 뿜어져 나와 지구 형성 과정을 이해하는 데 결정적 단서가 될 것으로 과학자들은 기대하고 있다.

9일 미국 지질조사국(USGS)에 따르면 하와이 마우나 로아 화산이 지난달 27일 분화를 시작했다. 1984년 이후 38년 만이다. 마우나 로아 화산은 하와이 빅아일랜드 5개 화산 중 가장 큰 화산인데 해발고도는 4170미터(m)에 이른다. 마우나 로아 화산은 1832년 이래 약 40회의 분화 기록이 있다.

USGS를 포함한 지질학 전문가들은 지진계, 분광계, 경사계를 설치하면서 38년 만에 폭발한 마우나 로아 화산 관측에 노력을 기울이고 있다. 주민 안전을 위해 관측하기도 하지만, 마우나 로아 화산이 다른 일반적인 화산들과는 발생 원인이 다른 만큼 과학적 가치가 크기 때문이다.

일반적으로 화산·지진활동은 100킬로미터(km) 두께로 지구 겉 부분을 둘러싸고 있는 지각판의 충돌·분리현상에 의해 발생한다. 지각과 맨틀(지각과 외핵 사이 400킬로미터의 층)이 서로 변칙적인 움직임을 보이면서 지각변동과 지진을 일으키는 것이다. 태평양판 경계를 의미하는 ‘환태평양 불의 고리’라는 표현도 이 같은 지각판구조론에서 비롯됐다.

하지만 화산이 있는 하와이는 지각판 경계로부터 3210킬로미터 정도 떨어진 위치에 있다. 지각판 경계로부터 멀리 떨어져 있는 하와이의 화산활동은 지질학계에 의문점을 던져왔다.

현재 마우나 로아 화산에 적용되고 있는 이론은 1963년 지구물리학자 존 윌슨이 주장한 ‘열점(Hot spot) 이론’이다. 열점은 하부 맨틀에서 형성된 용암이 기둥을 형성하며 분출되는 지점을 의미한다. 하와이는 60만년 전에 형성된 열점으로 생성된 대표적인 섬이다.

열점 이론은 그동안 뚜렷한 근거 없이 받아들여졌지만, 과학자들이 2000년대에 들어 지진계를 해저에 설치하면서 가시화됐다. 해저에 설치한 지진계로 하와이 근처의 지진파를 관측한 결과, 열점이 있다고 가정한 지점에서 파동이 느려진 것이다. 파동은 용암처럼 밀도가 낮고, 온도가 높은 물질을 지날 때 천천히 지나간다. 또 하와이 암석에서 원시 헬륨인 ‘헬륨3′이 많이 검출된다는 점도 열점 이론을 뒷받침했다.

마우나 로아 화산 분출은 지구 내부 물질이 배출된다는 측면에서 큰 의미가 있다. 지질학계는 하와이 열점의 용암 기둥이 지구 내부 2900킬로미터까지 형성돼 있는 것으로 추정하고 있다. USGS 소속 하와이 화산 관측소(HVO)는 화산 모니터링을 비롯해 마우나 로아 화산에서 나오는 용암·가스를 채취해 분석할 예정이다.

학계에서는 마우나 로아 화산에서 배출된 물질 분석에 성공하면 지구 형성과정을 이해하는 데 결정적 단서가 될 것이라는 의견이 나온다.

이현우 서울대 지구환경과학부 교수는 “마우나 로아 화산 분출은 내구 내부 물질이 배출되는 굉장히 귀한 이벤트”라며 “실시간으로 나오는 화산 물질을 곧바로 채취하고 분석하면 지구 내부 구조의 형성과정을 이해하는 데 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.

이어 “현재 섭입대(지각판이 맞닿는 지점에서 밀도가 낮은 판이 아래로 밀려 들어가는 지점)에서 지각에 있는 물질이 열점이 생성되는 위치까지 간다고 알려져 있는데, 이를 확인할 수 있는 기회”라고 강조했다.

- Copyright ⓒ 조선비즈 & Chosun.com -