가주 내 화산 최근 지진 활발, 폭발 가능성은?

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혹시 캘리포니아에도 화산이 있다는 사실 알고 계십니까? 10개 정도의 산이 화산으로 꼽히는데요. 그 중에 한 화산은 지난 수 십 년 동안 지질학적 변화와 지진 활동을 겪으면서 폭발의 전조 현상을 보이기도 했습니다. 그럼에도 다행스럽게 규모 8.0 이상의 지진을 일으킬 수 있는 ‘초화산 폭발(supervolcanic eruptions)’은 없을 것 같습니다.
전문가들이 그렇게 예측했기 때문인데요. 캘리포니아 공대(CalTech) 연구팀이 모노 카운티 매머드 레이크 지역을 포함한 ‘롱 밸리 칼데라( Long Valley Caldera)’를 연구한 결론입니다. 롱 밸리 칼데라는 지난 2018년 연방 지질연구소(USGS)에서 이 기관이 정한 최고 등급의 위험도 수준인 ‘매우 높은 위협’으로 분류된 캘리포니아 내 3개 화산 가운데 하나인데요. 전국에서 이 등급을 받은 화산은 가주 내 3개를 포함해 모두 18개입니다.
이 등급에 속한 가주 내 다른 2개의 화산은 시스키유 카운티에 있는 마운트 샤스타(Mt. Shasta in Siskiyou County), 그리고 샤스타 카운티 라센 피크를 포함하는 라센 화산 센터(Lassen Volcanic Center)입니다. 위협에 대한 평가 기준은 화산이 폭발할 가능성이나 가장 활동적인 상태에 대한 등수로 정하지 않고, 오히려 화산의 잠재적 위협과 거기에 노출된 인구, 건물과 가옥 수 등을 종합해 산출했다고 합니다.
이들의 연구 결과는 지난 10월 중순 발간된 ‘사이언스 어드밴시스’ 저널에 공개됐는데요.

롱 밸리 칼데라는 시에라 네바다의 동쪽에 있는 폭넓게 함몰된 지역입니다. 요세미티 밸리에서 동쪽으로 약 40마일, 샌프란시스코에서 역시 동쪽으로 200마일, LA 다운타운에서는 북쪽으로 250마일 정도 떨어진 곳입니다. 칼데라(caldera)는 화산성 분출에 따라 일어나는 붕락에 의해 형성된 화산 지형을 말하는데요. 보통 화산 화구와 혼동되기도 하는데 서로 다른 것입니다. 보통 지름이 약 2km이상이고 윤곽이 원형 또는 말굽형으로 형성돼 있습니다.
롱 밸리 칼데라는 약 76만년 전 140 입방마일에 달하는 마그마가 터져나온 수퍼 폭발에 의해 형성됐는데요. 당시 뜨거운 화산재가 중부 캘리포니아 동쪽 지역 대부분을 덮을 정도였고 멀리는 지금의 네브래스카까지 날아갔다고 합니다.
과학자들은 오랜 기간에 걸쳐 롱 밸리 칼데라를 주의 깊게 관찰해 왔는데요. 그 이유는 약 40년 전부터 이 지역에서 눈에 띌 정도로 지진 발생건수가 증가하고 지반 변동이 활발했기 때문입니다.
1980년 5월에는 무려 4차례나 규모 6 이상의 지진이 발생해 지진 전문가들을 긴장시켰는데요.
일반적으로 땅의 형태와 지진 활동은 화산 폭발에 앞서 흔히 관찰되는 현상인데요. 그렇다고 해서 그런 현상 때문에 반드시 화산 분화가 곧 일어난다고 말하기는 어렵습니다.

연구 전문가들은 우리 생애에 롱 밸리 칼데라에서 수퍼볼케닉 이럽션, 즉 초화산 분화의 위험성은 지극히 낮다고 생각해 왔습니다. 무엇보다 해당 지역 땅 밑에 흐르고 있는 마그마가 분명히 냉각되고 있으며 그런 현상이 지속하고 있다는 점은 상대적으로 걱정을 덜어주는 증거인 셈이죠.

그럼에도 최근의 지질 현상은 과학자들에게 중요한 질문을 던져 줍니다. 그렇다면 지진 활동 증가와 지반 변형은 무엇을 의미하는 것일까, 무엇인가 경계해야 할 전조 현상인가라는 의문이 꼬리를 뭅니다.

근본적으로 과학자들은 두 질문에 대한 답을 찾았습니다.

지하 저수지의 연결된 부분에 결합하고 분출할 만큼 충분한 마그마가 있느냐? 아니면 마그마가 식으면서 결정체로 굳어지고 딱딱해지는 과정에서 마그마가 아닌 다른 종류의 액체가 지표면을 뚫고 나오고 이것이 지진을 유발할 가능성에 대해 더 확실한 설명을 할 수 있는 지 였는데요.

캘테크 과학자들은 후자의 설명이 답인 것으로 결론지었습니다. 이는 수십 개의 지진계, 지진 측정 및 기계 학습 알고리즘을 사용해 재현된 고해상도 지하 이미지를 기반으로 내려진 것입니다.

연구에 참여했던 한 핵심 과학자는 “우리는 그 지역에서 또 다른 초화산 폭발을 준비하고 있다고 생각하지 않지만 마그마의 냉각 과정에서 지진과 소규모 분화를 일으킬 수 있는 가스와 액체가 방출될 여지는 있다”고 말했습니다.

하지만 마그마 폭발은 여전히 일어날 수 있다고 주장하는 과학자도 있습니다. 롱 밸리 칼데라 자체는 오래되고 마그마도 식어가면서 고체화되고 있지만 주변에 있는 모노-인요 분화구 연결로를 따라 상당히 젊은 용암이 흐르고 있다는 점을 간과해서는 안 된다고 말합니다.
또 이 지역에는 여전히 강력한 지진이 잇달아 발생할 수 있는 가능성을 남겨두고 있고 이는 상당한 위협을 내포하고 있다는 점을 이해하는 게 중요하다고 강조합니다.
가주 내 다른 화산들도 위험성이 있기는 마찬가지
입니다. 화산이 폭발한다면 주 전역에 지속적으로 영향을 미칠 수 있습니다.
화산재는 젖으면 전도성을 가지기 때문에 고압선의 전류 흐름을 방해할 수 있습니다. 그렇게 되면 가주 전역 수 백만 가구에 전력공급이 중단되는 상황을 맞을 수도 있습니다. 또 화산재가 차량의 앞 유리창을 덮고 길을 미끄럽게 만들어 가주와 오리건 사이를 연결하는 5번 프리웨이 이용이 불가능해질 수도 있습니다. 항공편도 이용할 수 없겠지요. 재로 인한 저수지 오염으로 가주 대부분의 물 공급에 큰 차질이 올 수도 있습니다.
캘리포니아에서 마지막으로 아주 파괴적인 대형 화산 폭발이 일어난 것은 100년도 훌쩍 넘겼습니다. 라센 피크에서 1914년부터 1917년 사이에 일련의 화산 폭발이 발생했는데요. 특히 1915년에 일어난 폭발적인 분화는 숲을 사라지게 만들고 3만 피트 높이의 거대한 버섯 구름을 생성시켰다고 합니다. 당시 이 버섯 구름은 유레카와 새크라멘토에서도 볼 수 있을 정도였다고 하네요. 또 화산재는 280마일 떨어진 네바다 주 엘코까지 날라갔다고 합니다.
지진만으로도 충분히 위협적인데 화산까지 걱정하는 일은 없었으면 좋겠습니다.