백두산, 판구조상 폭발력 크다

화산은 보통 지하 30∼50㎞ 지점에서 우라늄 등의 방사성 원소가 붕괴하면서 나오는 ‘열’로 인해 마그마가 만들어진다. 이 마그마는 지각의 갈라진 틈을 타고 지표로 분출되면서 폭발한다.

대부분의 화산은 일본과 같이 지각 판의 경계에 위치하고 있지만, 일부는 판 내부의 ‘열점’(hot spot)에 위치하기도 한다. 백두산과 한라산, 울릉도 등 우리나라에 위치한 모든 화산은 모두 판 내부에 위치하고 있다. 판 내부에 존재하는 화산의 공통점은 폭발력이 크다는 것이다. 간헐적으로 폭발해 열을 발산하는 판 경계 화산과 달리 에너지가 응축한 상태에서 한꺼번에 분출되기 때문이다.

1998년 중국 지질연구소가 인공 지진파를 통해 분석한 결과 백두산 지하에는 4개의 마그마 방이 존재하는 것으로 밝혀졌다. 지하 10㎞에 가장 큰 방이 있고, 나머지는 지하 20㎞, 27㎞, 32㎞ 지점에 각각 존재한다. 카이스트(KAIST) 인공위성연구센터 채장수 박사는 “마그마 방이 많고 그 규모가 크면 폭발력이 크다”면서 “마그마 방이 여러 개라면 하나가 활성화될 경우 옆의 것에도 영향을 미쳐 서로 상승작용을 하기 때문”이라고 설명했다.

특히 백두산은 천지 부근에 20억t가량의 물을 담고 있어 분화할 경우 화산 폭발의 규모는 더욱 커진다. 화산 내부에 있는 마그마가 물과 만나면서 화산재로 바뀌는데, 백두산은 화산의 진앙이 천지 내에 있어서 그 폭발력이 더욱 크다는 의미다.

최근 국립환경과학원이 발표한 ‘백두산 폭발 시뮬레이션 분석 결과’도 화산에서 분출된 황산화물(용암가스와 화산재에 있는 황산입자가 혼합된 물질)이 지상에서 8㎞ 이상 상승한 후 북미와 그린란드 대륙까지 확산된다는 결론이 나왔다. 하늘로 올라간 황산화물이 햇빛을 반사해 한반도 등 동아시아 일대 기온이 두 달간 2도가량 떨어뜨릴 것이라는 분석도 나왔다.

폭발 가상 시나리오는

백두산은 현재 지구상에 존재하는 화산 가운데 가장 위협적인 존재다. 약 1000년 전 기록으로 보면 백두산의 화산폭발지수(VEI)는 7.4 정도로 추정된다. 이때 날아간 화산재가 일본 홋카이도 남부와 혼슈 북부에 5∼10㎝ 두께로 쌓여 아직도 관찰되고 있을 정도다.

‘VEI’는 화산 분화에 따른 분출물의 규모에 따라 화산 위력을 평가하는 척도로, 총 8단계로 나뉜다. 지난해 폭발한 아이슬란드 에이야파야트라요클 화산의 VEI가 4수준임에도 불구하고 유럽의 항공 교통을 마비시켰다. 백두산 화산의 폭발력을 짐작할 수 있는 대목이다.

1815년 VEI 6 규모였던 인도네시아 탐보라 화산의 경우는 더 충격적이다. 당시 인도네시아뿐 아니라 전 세계적으로 아사자가 속출했고, 화산재가 성층권까지 올라가 태양 빛을 차단해 여름이 사라졌다. 심지어 미국·캐나다 동부 지역은 6월 눈폭풍이 발생했다. 1883년 크라카타우 화산도 분출 여파로 인해 몇년간 서늘한 여름이 계속됐다. 5년 후인 1888년 적도 지방인 인도네시아에 눈이 내릴 정도였다.

정부가 내부적으로 백두산 화산 폭발 가능성에 대한 대책을 마련 중이고, 남북 간 협의채널이 긴박하게 가동한 것도 이런 위기의식이 작용했기 때문으로 풀이된다.

한국지질자원연구원 이윤수 박사는 “백두산 정도의 대규모 화산 폭발은 지난 만년 동안 5번 정도밖에 없었다”면서 “이 정도 규모라면 우리나라뿐 아니고 광역적인 재앙이 될 것”이라고 말했다. 그는 “중요한 것은 꾸준한 관측을 통해 폭발 예측 확률을 높여야 한다는 것”이라며 “확률을 높이려면 많은 시간이 필요하다”고 지적했다.

나기천·김유나 기자 na@segye.com

입력 2011.04.08 (금) 00:38, 수정 2011.04.09 (토) 12:03