요새 화산은 화산도 아니다
요새 화산은 화산도 아니다
  • 이승아
  • 승인 2017.03.20 16:12
  • 조회수 3228
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인도의 서부 고츠 산맥엔  6,600만 년 전에 형성된 화성암이 있다. 출처: Dinodia Photos/Getty
인도의 서부 고츠 산맥엔 6,600만 년 전에 형성된 화성암이 있다. 출처: Dinodia Photos/Getty

엄청난 화산 폭발, 과거엔 더 잦았다

 

인류가 탄생하기 전부터 지구의 거대한 화산들은 용암을 분출했습니다. 연구자들은 지질학적 분석을 통해 30억 년 전 거대한 화산 폭발이 지금보다 상대적으로 더 자주 발생한 것을 확인했습니다.

 

거대한 화산 폭발들은 지구 역사에 엄청난 변화를 가져 왔습니다. 2억 520만 년 전에 시베리아에서 발생한 화산 폭발은 지구의 질량을 상당량 잃어버리게끔 만들었습니다.

 

오타와 칼턴대학교의 지질학자이자 이번 연구를 이끈 Richard Ernst 교수는 “시간을 거슬러 올라가보면 과거의 화산 폭발들은 모두 거대했다”고 말했습니다. Ernst는 ‘세계지질학지도위원회(Commission for the Geological Map of the World)‘를 통해 연구 결과를 발표했습니다.

 

Ernst와 연구진은 이런 흔적을 찾기 위해 지구를 샅샅이 조사했습니다. 발견한 대부분의 용암 흔적들은 화산 분출구를 중심으로 마치 한 곳에 케첩을 뿌려놓은 것 같은 모습을 하고 있었습니다. 연구진은 화산 지역을 조사한 후 용암의 암맥군을 지도에 표시했습니다. 조사한 내용을 분석한 결과 연구진은 조사한 암맥군이 단 한 번의 화산 폭발로 인해 만들어진 것을 알아냈습니다.

 

Ernst는 조사한 화산 폭발 자료를 데이터베이스화 했습니다. 그는 “과거 시베리아 폭발과 견줄 만한 규모의 화산 폭발을 10개에서 15개 가량 찾아냈다”고 밝혔습니다.

과거 지구에 발생한 거대한 화산 활동들  Credit: Richard Ernst
과거 지구에 발생한 거대한 화산 활동들 Credit: Richard Ernst

화산의 엄청난 영향력

 

이번에 발견된 화산들은 ‘대규모화산암지대(Large Igneous Provinces, LIPs)’에 속합니다. 여기에 속하는 화산들이 폭발하면 1,000,000㎥ 범위까지 화산암을 배출해냅니다. 1980년 워싱턴 주에 발생한 세인트 헬렌 화산 폭발이 화산암을 10㎥가량 분출했던 것을 생각해보면 엄청난 규모네요.

 

거대한 화산 폭발은 눈 깜짝할 사이에 엄청난 가스를 배출하여 대기 온도를 변화시키고 해양 화학을 뒤바꿔 버립니다. 지난 2월에 공개된 다른 연구에 따르면 시베리아 화산 폭발로 인해 시베리아 고산 지대의 온도는 7도까지 높아졌고 전세계적인 온도 상승에도 영향을 미칠 수 있다고 밝혔죠.

 

이론적으로 화산 폭발로 발생한 유황 입자는 전세계에 산성비를 유발할 수도 있습니다. 만약 실제로 일어난다면 해양 생물의 96%가 멸종할 것이라고 합니다.

 

오슬로대학의 화산학자 Morgan Jones 박사는 “과거 대규모화산암지대의 영향력은 더 끔찍했지만 그것이 우리가 이해할 수 있는 한계”라고 이야기 했습니다. 세월이 흐르면서 화산 외에도 환경에 영향을 미치는 요소가 늘어났고 화산 폭발의 영향만을 놓고 특정한 환경 변화를 설명하는 것은 어려워졌기 때문이죠.

 

평균적으로 거대한 화산 폭발은 2,000만 년에 한번 꼴로 발생합니다. 가장 최근에 발생한 것은 미국 북서부 콜럼비아 강 인근에서 1,700만 년 전에 발생한 화산 폭발이었습니다.

 

우리나라에도 커다란 화산 폭발이 있었습니다. 2016년 북한 지진국과 평양국제새기술경제정보센터, 영국 런던대·캠브리지대, 미국지질조사국, 중국 EEMPS 공동 연구진이 사이언스 어드밴스지에 발표한 논문 <Quantifying gas emissions from the “Millennium Eruption” of Paektu volcano, Democratic People’s Republic of Korea/China>에 따르면 고려시대인 946년에 일어났던 백두산 화산 폭발이 기원 후 가장 큰 폭발일 수 있다는 연구 결과를 제시했습니다. 또한 지금도 백두산 지하에 서울시 면적 2배에 달하는 마그마가 존재한다고 하네요.

화산 폭발이 일어난 후에 용암이 산을 따라 흐릅니다. 겉은 빠르게 식지만 속은 뜨거우니 조심하세요. 출처 : 포토리아
화산 폭발이 일어난 후에 용암이 산을 따라 흐릅니다. 겉은 빠르게 식지만 속은 뜨거우니 조심하세요. 출처 : 포토리아

화산 폭발은 지구를 이해하는 열쇠

 

화산 폭발 시기와 위치 파악은 학자들에게 많은 도움을 줍니다. 광물 채굴에 도움을 줄 뿐만 아니라 대륙이 이동하기 전의 모습 재구성과 대규모 지각변동의 이해에도 큰 도움이 됩니다. 즉, 과거의 화산 활동은 지구의 지질학적 역사를 알아가는 단서입니다.

 

Ernst 교수가 화산 지역의 암맥군을 대조해본 결과 13억 2백만 년 전에 발생한 호주 화산 폭발이 중국 북부지역과 관련되어 있다고 합니다. 모로코 카디아야드대학의 지질학자 Nasrrddine Youbi 교수는 “과학자들은 시간이 흐르며 지각판이 어떻게 이동했는지 더 잘 이해할 수 있을 것”이라고 이번 연구에 대한 생각을 밝혔습니다.

 

버팔로대학의 화산학자 Tracy Gregg 교수는 “더 많은 대규모 화산암 지대를 찾아내는 것은 인접 행성의 지질학적 역사를 알아내는 데에도 도움이 된다”고 말했습니다. 금성, 화성, 목성, 달, 모두 화산 폭발의 흔적이 발견됐습니다. 달의 경우 화산 활동이 못해도 38억 년 전에는 이뤄진 것으로 보입니다. 화성은 35억 년 전에 화산이 활동한 것으로 추정됩니다. 하지만 지구와는 다르게 지각판의 이동 없이 폭발이 중단된 것으로 학계는 보고 있습니다.

 

Gregg 교수는 “지구에서는 행성 진화 초기의 정보를 찾기 힘들었으나 다른 행성의 몸체는 행성 진화 초기의 정보를 가지고 있을 것”이라고 이야기했습니다. 그는 이어서 “다른 행성은 지구 초기의 역사를 바라볼 수 있는 단서를 제공해줄 것”이라고 밝혔습니다.

 

doi:10.1038/543295a

 

이승아 수습에디터 (singavhihi@scientist.town)



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