'통가 화산 대폭발 원인 밝혔다'…극지연, 해저 칼데라 1km 급격 붕괴 규명

(서울=뉴스1) 백승철 기자 = 2022년 1월 남태평양 훙가 통가 화산 대폭발 당시, 폭 약 5km의 해저 칼데라가 분화와 동시에 평균 약 1km 수직으로 급격히 주저앉는 대규모 ‘피스톤형 붕괴’가 일어났음이 규명됐다.

14일 극지연구소에 따르면 폭발 직후 박숭현 박사 중심의 긴급탐사팀 K-HEART를 구성, 쇄빙선 아라온호를 투입해 정밀 분석을 진행했다.

칼데라는 화산 폭발 후 중심부가 내려앉아 생긴 거대한 함몰지형으로, 폭발 전 수심 150~200m였던 훙가 통가 칼데라는 폭발 직후 중심부가 붕괴하며 최대 수심 850m까지 깊어졌다. 내부에는 150m 두께의 화산쇄설물이 쌓여 있으며 실제 바닥 수심은 1000m에 달한다. 연구 결과는 학술지 ‘네이처 지오사이언스’에 게재됐다.

분화 전후 분석 결과, 이번 폭발로 이동한 물질의 양은 총 8.9㎦로 서울시 전체를 15m 높이로 덮는 규모다. 이 중 약 77%인 6.85㎦는 칼데라 자체의 급격한 붕괴로 발생했다 [2]. 연구팀은 이처럼 짧은 시간 동안 일어난 해저지형의 급격한 대규모 함몰이 당시 대형 쓰나미의 규모를 키웠을 가능성이 높은 것으로 분석했다.

연구팀은 스파커 탄성파 탐사 장비로 지층 구조를 투과 측정했다. 탄성파 탐사는 음파를 해저 지하로 발사해 반사 파동을 측정함으로써 내부 지층 구조를 파악하는 정밀 조사 기법이다. 칼데라 내부에서는 화산쇄설물과 산사태 퇴적층이 확인돼 붕괴와 산사태가 동시에 진행됐음이 입증됐다. 화산쇄설물은 화산 분화 시 파쇄되어 분출된 암석 조각과 화산재 등이 뭉쳐 퇴적된 물질이다.

이번 연구는 해저 속 구조까지 분석해 향후 쓰나미 예측 모델 고도화와 해저 기반시설 보호에 과학적 근거를 제공할 전망이다.

박숭현 책임연구원은 "치밀한 탐사로 급격한 붕괴 과정을 규명할 수 있었다"며 "통가 화산을 해저화산 변화를 추적하는 자연실험실로 활용하겠다"고 밝혔다.

신형철 극지연구소장은 "이번 연구는 글로벌 과학 현안 해결에 아라온호가 결정적으로 기여한 성과"라며 "앞으로도 국가적·사회적 이슈에 대응하고 기여하는 과학적 기반으로 역할을 다 하겠다"고 전했다.

bsc9@news1.kr