異例的 現象 나타난 海底火山 爆發
이달 15日 午後 1時 10分(韓國 時間) 南太平洋 통가 隣近 海底에서 歷代級 規模로 火山이 暴發하고 있다. NASA 提供
15日 午後 1時 10分(韓國 時間) 南太平洋 통가 隣近 海底에서 歷代級 火山 爆發이 일어났다. 통가 火山이 噴出할 當時 爆發音은 美國 알래스카까지 傳達됐다. 火山재와 火山가스가 만든 구름 기둥은 19.2km에 達했다. 유엔의 衛星寫眞 分析機構人 유엔活動衛星프로그램(UNOSAT)에서 公開한 데이터에 따르면 서울 汝矣島 面積(藥 285萬 m²)李 痕跡도 없이 사라졌다. 美國航空宇宙局(NASA)은 이番 火山 爆發의 威力을 TNT 爆藥 基準으로 約 1萬 kt이라고 分析했다. 히로시마 原爆(15∼16kt)의 600倍 以上이다. 專門家들은 남다른 規模만큼이나 旣存의 海底火山 爆發과는 다른 異例的인 特性이 많아 硏究할 만한 價値가 크다고 보고 있다.
○爆發 規模는 크지 않지만 破壞力 엄청나
2020年 8月 통가 火山이 暴發하기 前(왼쪽)과 火山이 爆發한 다음 날인 이달 16日에 撮影된 衛星寫眞. 유럽聯合(EU) 地球觀測 프로그램인 코페르니쿠스 센티널-2 衛星 撮影. 프랑스國立宇宙센터(CNES) 提供
이番 火山 爆發은 火山噴出指數(VEI) 4∼5 또는 5∼6으로 史上 最大 規模까지는 아니라는 評價가 優勢하다. VEI가 6 以上이면 大氣圈까지 火山재와 가스를 뿜어내 一時的으로 氣候變化를 일으킨다. 1991年에 暴發한 필리핀 피나투보 火山의 VEI는 6으로, 當時 二酸化黃 가스를 2000萬 t이나 뿜어내 全 世界 平均 氣溫을 3年間 0.5度 떨어뜨렸다. VEI 6이었던 1883年 인도네시아 크라카타우 火山 爆發은 元來 섬의 3分의 2를 없앴고, 全 世界 平均 氣溫을 5年間 1.2度나 떨어뜨렸다. 이에 비해 통가 火山은 噴出 時間이 10分 內外로 짧았고 二酸化黃 噴出量度 約 40萬 t 程度로 氣候에는 影響을 미치지 않을 것으로 展望된다.
통가 火山은 마그마에 가스 含有量이 많고 海底火山 꼭대기가 海水面과 가까워 爆發 規模가 커진 것으로 推定된다. 김승섭 忠南大 脂質環境科學科 敎授는 “火山 噴出의 樣相을 決定하는 것은 마그마 屬性”이라며 “마그마 構成 成分은 勿論이고 가스를 얼마나 含有하고 있는지가 關鍵”이라고 말했다. 이 海底火山이 왜 噴出했는지 正確한 原因과 過程을 알려면 追後 現地 調査가 必要하다.
○氣壓變化 共鳴 現象이 만들어낸 海溢
火山 爆發 地點으로부터 約 7900km 떨어진 日本은 爆發 當日 저녁에는 地震海溢(쓰나미) 可能性이 없다고 發表했다가 16日 0時 쓰나미 警報를 發令했다. 이미 15日 午後 10時 52分 오가사와라諸島 至治지마에 쓰나미가 觀測된 뒤였다. 日本 氣象廳은 쓰나미 높이를 最高 3m로 豫想했지만 實際로는 아마美軍도 古米나토에서 最高 높이 1.2m의 海溢이 觀測됐다. 쓰나미 發生 時間과 높이 豫測이 모두 빗나갔다.
日本의 專門家들은 이番 쓰나미가 여느 쓰나미와는 全혀 다른 樣相이라고 보고 있다. 쓰나미의 80%는 地殼 運動으로 바닷물 全體가 上下로 출렁이면서 發生한다. 火山 爆發로 山沙汰가 나면서 連鎖的으로 海溢이 일어나는 事例가 10%를 차지한다. 하지만 이番 쓰나미는 火山 爆發 當時 颱風처럼 急激한 氣壓 變化가 나타나 發生한 氣象海溢이라는 것이다.
氣象海溢은 氣壓 變化가 移動하는 速度, 卽 颱風의 氣壓골이 移動하는 速度가 波濤 速度와 같을 때 共鳴이 생겨 에너지가 增幅하면서 일어난다. 大氣 中에 傳播되기 때문에 바다를 매질로 傳達되는 地震 쓰나미보다 훨씬 빠르고 먼 곳까지 影響을 미칠 수 있다. 하지만 氣象海溢은 海水 上層에서 나타나는 現象이다 보니 全體 쓰나미의 3∼4%에 不過할 程度로 드문 現象이다.
○氣象海溢과 火山 山沙汰 쓰나미 同時 發生 可能性
折衷된 解釋도 나왔다. 金 敎授는 “火山 噴出 以後 섬의 一部分이 사라진 點을 보면 爆發 當時 山沙汰가 나면서 쓰나미가 일어났을 수 있다”며 “山沙汰 쓰나미와 氣象海溢이 複合的으로 나타났을 可能性도 있다”고 말했다.
一般的으로 氣象海溢은 共鳴 現象이 原因이기 때문에 쓰나미는 한 方向을 向해 일어난다. 하지만 이番 쓰나미는 火山을 中心으로 全 方向에서 發生한 것으로 分析됐다. 金 敎授는 “日本 氣象廳이 豫測하지 못할 程度로 일찍 到達한 첫 쓰나미는 氣象海溢, 그 뒤 쓰나미는 山沙汰가 原因일 수 있다”며 “正確한 原因은 現地에서 直接 地形調査를 해 봐야 안다”고 말했다. 통가 現地에서는 火山 爆發에 對한 具體的인 調査가 아직 이뤄지지 않고 있다.
이정아 동아사이언스 記者 zzunga@donga.com
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