무시무시한 슈퍼화산 옐로스톤
옐로스톤은 세계 최초의 국립공원입니다. 경기도 크기와 맞먹을 만큼 넓습니다. 옐로스톤은 슈퍼볼케이노 때문에 형성된 것으로 알려졌는데요. 자료를 종합하면 옐로스톤 지하에 남한 면적의 3배에 달하는 엄청난 양의 마그마가 흐르고 있습니다.
여기서 슈퍼볼케이노란 '슈퍼화산'이라고도 합니다. 폭발할 때 마그마와 화산재가 1,000㎦ 이상으로 분출되는 것으로 추정되는 초대형 화산을 가리킵니다. '백두산'도 과거 슈퍼화산이었죠. 이러한 화산분출은 1980년 세인트 헬렌스 화산이 폭발한 것보다 무려 1,000배나 더 많은 양의 화산 분출물을 뿜어낼 수 있는데요. 이러한 화산들은 지구의 기후를 바꿀 잠재력을 가지고 있으며 그 중 일부는 지질학적 기록으로 남아있습니다.
과거 전문가들은 옐로스톤이 폭발할 경우 미국 영토의 3분의 2가 초토화될 수 있다고 경고한 바 있습니다. 옐로스톤을 만든 슈퍼볼케이노가 폭발할 경우 화산 분출로 인한 직접적인 피해 뿐 아니라 이산화황에 의한 산성비, 화산재가 태양 빛을 차단하면서 생기는 2차 피해 등도 생명체를 초토화시킬 수 있다는 겁니다.
그런데 미국지질조사국(US Geological Survey)에 따르면 지난 5월 29일(현지시간) 옐로스톤 국립공원 인근 지역에서 10여 차례의 지진이 발생했다고 합니다. 몬태나 주의 옐로스톤은 약 11번의 지을 기록했고 가장 강력했던 지진은 규모 3.1이었다고 합니다. Idaho Statesman에 따르면 지난 한달 간 34건의 지진이 추가로 발생했다고 합니다. 물론 옐로스톤은 미국에서 지진활동이 가장 활발한 곳 중 하나로 매년 700~3000번 정도 지진이 발생한다고 합니다. 다만, 옐로스톤이 슈퍼 화산이기 때문에 분화가 임박한 것 아닐까 하는 우려가 드는 것이죠.
옐로스톤은 힘을 잃고 있다
그런데 <Geology>에 게재된 연구에 따르면 슈퍼화산의 힘은 점점 약해지고 있는 것 같습니다. 연구진은 최근 새롭게 확인된 슈퍼화산과 관련된 열점(hotspot) 통로를 발견했는데요. 이 중에는 가장 크고 격변적인 분화 사건을 만든 열점도 포함돼 있었습니다. 그런데 옐로스톤의 유명한 간헐천과 머드 팟(mudpots) 그리고 분기공에 열을 공급하는 핫스팟이 격렬하게 약화되고 있다는 사실이 밝혀졌습니다.
연구팀은 자기 데이터(magnetic data), 방사성동위원소(radio-isotopic dates) 등 여러 기술을 이용해 수 만 평방킬로미터에 흩어져 있는 화산 퇴적물 간의 상관 관계를 분석했습니다.
이번 연구의 주요 저자인 레스터대학교(University of Leicester)의 화산학자 Thomas Knott는 "우리는 이전에 여러 차례 소규모로 분화됐던 화산의 퇴적물이라고 생각했던 것이 사실 약 900만년 870만년 전에 발생했던, 알려지지 않았던 두 차례의 슈퍼화산 분화로 발생한 퇴적물의 일부란 사실을 발견했다"고 설명했는데요. "둘 중 어린 더 어린 슈퍼화산(Grey's Landing)의 분출은 스네이크강옐로스톤(Snake-River-Yellowstone) 화산 지역 전체에서 가장 큰 기록적인 사건"이라고 덧붙입니다. 이는 최근 발생한 대규모 분화의 크기를 비교했을 때 역대 탑 5 안에 드는 폭발 중 하나라고 그는 강조합니다.
영국지질조사국과 캘리포니아대학교 산타 크루즈(University of California, Santa Cruz) 연구진도 포함된 연구팀은 Grey's Landing 슈퍼화산 분출은 약 210만년 전 일어난 가장 격렬한 폭발로 알려졌던 허클베리 리지 응회암 지대(Huckleberry Ridge Tuff)보다 30%나 더 컸던 것으로 추측하는데요. 이 분화는 전 세계적으로 영향을 미쳤을 것으로 추정하고 있습니다. Thomas Knott는 "Grey's Landing의 폭발은 뉴저지 크기의 면적을 뜨거운 화산 유리로 애나멜화시키며 지표면을 불모지로 만들었을 것"이라고 말하는데요. 그는 이 지역 내에 있는 모든 것들이 매장됐으며 분화 동안 모두 사라졌을 것이라고 합니다. "입자성 물질이 성층권을 채웠을 것이며 미세한 재가 미국 전체에 눈처럼 쏟아지고 점차 전 세계를 뒤덮었을 것이다"고 말합니다.
새롭게 발견된 이 두 차례의 슈퍼화산 분출은 지질시대 신생대 제3기 전기에 해당하는 마이오세(Miocene)에 발생했던 것으로 추정됩니다. 마이오세는 2300만~530만년 전까지 시기에 해당하죠. Thomas Knott는 "이 두 번의 새로운 화산폭발은 옐로스톤 스네이크 강 화산지역(Snake-River-Yellowstone)에서 기록된 마이오세 슈퍼화산의 분화 수를 6번으로 만든다"고 말하는데요. 이는 마이오세 기간 동안 옐로스톤의 열점에서 발생한 슈퍼화산의 재발률이 약 50만년에 한 번 꼴로 발생했다는 것을 의미한다고 합니다.
그에 비해 지난 300만 년 동안 현재 옐로스톤 국립공원이 있는 곳에서는 지금까지 약 두 번의 슈퍼화산 분화가 존재했습니다. Thomas Knott는 "옐로스톤 열점은 3배 정도 감소한 것으로 보인다"며 "이는 매우 현저한 감소"라고 분석했습니다.
한편, 이번 발견은 옐로스톤에서 또 다른 슈퍼화산의 분화가 발생할 것인가 하는 위험성을 평가하는 것과는 관계없다고 합니다.
Thomas Knott는 "우리는 옐로스톤 슈퍼 화산의 재발률이 150만년에 한 번 꼴로 보인다는 걸 증명했다"며 "옐로스톤에서 마지막으로 발생했던 슈퍼 화산의 분화는 약 63만 년 전으로 이 규모의 또 다른 폭발이 발생하기 전까지 현재는 최대 90만년 전일 수 있다는 걸 시사한다"고 말합니다. 덧붙여 "이 추정치는 정확하지 않지만 미국지질조사국이 이 지역을 지속적으로 모니터링하는 건 '필수사항'이며 어떠한 상승세에도 그들은 사전에 경고할 것이다"라고 강조했습니다.
슈퍼화산의 분화는 아주 오랜 기간, 엄청난 규모의 지각이 용융해 만들어진 결과물입니다. 이러한 지역들은 지구 지각의 구성이나 구조에 엄청난 영향을 미칠 수 있다고 연구원들은 말하는데요. 이러한 지역을 연구하는 건 지구의 지각이 형성되는 과정을 이해하는데 도움이 될 것이라고 합니다. Thomas Knott는 이번 연구에서 제시된 방법으로 더 많은 새로운 슈퍼화산 분화 기록을 발견할 수 있길 기대한다고 밝혔습니다.
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