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- 산토리니섬 해안에서 7km 떨어진 해저 화산 폭발이 임박
- 기원전 1600년경 에게해의 테라 화산이 폭발로 유럽 청동기 시대 최대의 대재앙 발생
- 콜룸보스 화산 아래 2~4km에만 지진파가 매우 느리게 전파되는 눈에 띄는 구역 있어
- 약 500미터에 불과한 상대적으로 얕은 수심도 폭발성을 감소시키기보다는 증가시킬 것

산토리니: 인근 해저 화산의 위험?
콜룸보스 화산 아래의 저수지가 액체 마그마로 빠르게 채워지고 있다.

폭발 가능성:
산토리니섬 해안에서 7km 떨어진 해저 화산 폭발이 임박할 수 있다. 지진파 측정 결과 용융 마그마가 콜룸보스 화산 아래에 모이고 있음이 밝혀졌기 때문이다. 마그마 챔버는 향후 150년 안에 충분히 채워져 강력한 폭발성 분출과 쓰나미를 유발할 수 있다고 화산학자들은 보고했다. 그들은 면밀한 모니터링을 권장한다. 

▲ 산토리니 섬에서 몇 킬로미터 떨어진 곳에 가까운 미래에 폭발할 수 있는 활화산 콜룸보스(Kolumbos)가 있다. © borchee/ 게티 이미지

기원전 1600년경 에게해의 테라 화산이 폭발했을 때 유럽 청동기 시대 최대의 대재앙을 일으켰다. 다단계 분화는 산토리니섬을 휩쓸고 쓰나미, 지진 및 동부 지중해의 많은 부분을 황폐화시킨 화산재 낙하를 촉발했다. 대재앙은 아마도 미노아 문명의 쇠퇴를 야기했을 것이다. 현재까지 산토리니 화산 지역이 활동 중이다.

Kolumbos 화산은 얼마나 활동적일까?

산토리니에서 불과 7km 떨어진 곳에 지중해 전체에서 가장 활동적인 해저 화산인 콜룸보스(Kolumbos)가 있다. 일반 대중에게 거의 알려지지 않은 이 화산은 1650년에 마지막으로 격렬한 수중 폭발을 일으켰다. 이 폭발적인 폭발은 수 입방 킬로미터의 용암과 화산재를 분출하여 산토리니에서 70명의 목숨을 앗아간 쓰나미를 일으켰다. 오늘날까지도 열과 빠져나가는 가스는 이 화산이 계속해서 활동하고 있음을 말해준다.

▲ Kolumbos 화산의 대략적인 위치. ©NASA

그러나 이것이 Columbos 분출의 현재 및 미래 위험에 대해 무엇을 의미할까?

결정적인 질문은 화산 저장소의 마그마가 뜨겁고 녹았는지 또는 차갑고 대부분 결정화되었는지 여부다. 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)의 Kajetan Chrapkiewicz가 이끄는 화산학자들은 "움직이는 용융 마그마의 존재는 빠른 분출을 가능하게 한다"고 설명했다. 따라서 화산 아래 용융물의 양과 분포는 분출에 얼마나 가까운지 알 수 있다.

이를 알아보기 위해 팀은 콜룸보스 지역의 지하를 고해상도 지진 스크리닝에 적용했다. 이를 위해 그들은 해저에 지진 센서 네트워크를 설치한 다음 공기총을 가까운 간격으로 발사하여 지진파를 생성했다.

액체 마그마로 채워진 저장고

분석 결과 놀라운 사실이 밝혀졌다. 콜룸보스 화산 아래 2~4km만 지진파가 매우 느리게 전파되는 눈에 띄는 구역이 있다는 것이다. 이것은 해저 화산의 이전에 발견되지 않은 마그마 챔버가 있음을 시사한다. "파동의 이러한 강력한 감속을 설명하기 위해서는 이 구역의 온도가 분명히 화강암의 녹는 온도를 초과해야 한다"고 Chrapkiewicz와 그의 팀은 설명했다.

▲ Kolumbo 마그마틱 시스템. 상승하는 유문암 용융물은 얕은 챔버를 보충한다. 용출된 가스는 해수와 혼합되고 분화구 바닥에서 배출된다. 열수 시스템의 깊이는 지진 반사 이미지(Hübscher et al., 2015)와 지구화학적 데이터(Rizzo et al., 2019)에서 추론. 대략적인 지진 위치는 Schmid et al. (2022). 속도 이상은 DD' 프로파일을 따라 최종 모델에서 추출(그림 3b). (출처: Fig 5. 관련논문 Magma Chamber Detected Beneath an Arc Volcano With Full-Waveform Inversion of Active-Source Seismic Data)

콜룸보스 화산 아래에 액체, 잠재적으로 분출할 수 있는 마그마가 다시 축적되었다. 데이터에 따르면 현재 충전량은 약 1.4 입방 킬로미터이며 지속적으로 증가하고 있다. 화산학자들이 결정한 대로 저수지는 연간 약 0.004 입방 킬로미터 또는 초당 330 킬로그램의 비율로 채워진다. 이것은 Chrapkiewicz와 그의 동료들이 설명하듯이 산토리니 앞바다 수중 화산 아래에 있는 마그마의 양이 450년 전에 콜롬보에서 마지막으로 크게 분출한 양에 점차 가까워지고 있음을 의미한다. 그 당시 약 2세제곱킬로미터의 화산 물질이 분출되었다.

화산재 비, 쓰나미 및 분화구름

이것이 발병 위험에 대해 무엇을 의미할까?
화산학자들은 "해저에서 약 2km 아래에 이동성 용융물이 크게 축적되어 가까운 미래에 쓰나미를 유발할 수 있는 폭발적인 폭발의 심각한 위험이 있다"고 말했다. "이 저수지에 있는 녹은 마그마의 높은 비율은 마그마의 더 강한 유입이나 외부 방아쇠에 의해 매우 빠르게 동원될 수 있다." 그러나 이것이 언제 일어날 수 있는지 정확히 말할 수는 없다.

"콜룸보스는 심각한 위협을 나타낸다"라고 연구원들은 말했다. 이 수중 화산이 폭발하면 그로 인한 수증기 폭발로 수십 킬로미터 높이의 폭발 기둥이 생성되고 화산재와 부석이 넓은 지역에 비가 내리고 쓰나미가 산토리니와 다른에게 해 섬을 심하게 강타할 수 있기 때문이다. Chrapkiewicz와 그의 동료들은 "약 500미터에 불과한 상대적으로 얕은 수심도 폭발성을 감소시키기보다는 증가시킬 것"이라고 말했다.

▲ 해저 약 2km 아래에서 지진 P파의 속도가 크게 감소된 구역. © Chrapkiewicz et al./ Geochemistry, Geophysics, Geosystems, CC-by 4.0

실시간 모니터링 적극 권장

화산학자들은 임박한 분출의 성격을 2022년 초에 분출한 통가의 Hunga Tonga-Hunga Ha'apai 해저 화산과 비교한다. "콜롬보스의 폭발은 훨씬 더 작을 가능성이 있지만 훨씬 더 심각한 결과를 초래할 수 있다"고 과학자들은 말했다. 산토리니와 에게해의 주변 섬은 인구 밀도가 높고 이 지역에는 많은 선박과 항공 교통이 있어 영향을 받을 수 있기 때문이다.

따라서 Chrapkiewicz와 그의 팀은 영구적으로 설치된 측정 네트워크를 사용하여 수중 화산을 실시간으로 모니터링할 것을 강력히 권장한다. Chrapkiewicz는 “우리는 이 화산 아래에서 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 더 나은 데이터가 필요하다. 이러한 지속적인 모니터링 시스템의 도움으로 발병 시기를 더 잘 예측할 수 있다. 그런 다음 며칠 전에 다가오는 폭발을 감지하여 사람들을 대피시킬 수 있을 것이다”고 말했다.
(Geochemistry, Geophysics and Geosystems, 2023; doi: 10.1029/2022GC010475)
출처: American Geophysical Union (AGU)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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