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중국 편서풍 타고 ‘화산재’ 한국으로
중국 편서풍 타고 ‘화산재’ 한국으로
  • 최은경·김성욱 (주)지아이 부설 지반정보연구소
  • 승인 2016.10.19 10:34
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과학이야기_ 한반도는 ‘화산 폭발’ 안전지대일까?
▲ 2010년 아이슬랜드의 에이야프얄라요쿨 화산이 폭발해 인접 마을에 화산재가 떨어지고 있다. 사진출처 boston.com

이 글은 한국환경과학회가 발행하는 <한국환경과학회지>(2016.9)에 게재된 「한반도 주변 화산의 분포: 국내 영향 가능성을 중심으로」(최은경·김성욱·윤성효·이규환) 내용 중 일부를 발췌·요약한 것입니다.

백두산의 지하 마그마 활동에 따라 화산성 지진의 증가 양상, 지층의 변위 관측결과, 지화학적 분석 결과에 따라 폭발적 분화 가능성이 지속적으로 제기되고 있다. 2010년 아이슬랜드의 에이야프얄라요쿨 화산의 분화는 유럽의 전역에 걸쳐 항공장애를 유발했고 최근 일본 큐슈지역 화산들의 연이은 분화로 인해 주변국의 미치는 영향이 다양한 측면에서 논의 되고 있다. 우리나라는 현재 활발히 활동 중인 화산이 분포하지 않으나 주변국에는 상당히 많은 화산이 분포하고 있다.
대부분의 화산성 재해는 근접재해로 화산에 인접한 지역으로만 영향이 있으나 테프라/화산재(tephra/ash)의 경우 분화의 규모가 큰 경우 넓은 범위까지 확산돼 인접 국가들에 영향을 줄 가능성이 있다. 일본기상청에 따르면 110개의 주요 활화산이 분포하고 있으며, 중국은 우리나라 서북지역에 위치하고 있어 편서풍의 영향에 의해 화산의 분화 시 국내로의 영향이 클 것으로 예상 되는데, 중국에도 12개의 활화산이 분포하고 있다.
이때 높은 분화 가능성을 보이는 ‘백두산’의 경우 스미소니언연구소의 GVP(global volcanism program) 데이터베이스에서는 중국과 북한의 경계에 위치한 화산으로 규정하고 있으며, 중국의 화산으로 포함시켜 관리하고 있다.

스미소니언연구소의 1만년 이내 분화이력이 있는 활화산 목록에 우리나라의 백두산, 한라산, 울릉도가 포함돼 있는데, 이는 현재 분화 활동을 하고 있지는 않으나 잠재적인 가능성을 가지고 있다는 것을 의미한다. 최근 일본 큐슈와 캄차카의 화산은 최근에도 활발히 분화하고 있어 국내화산에 의한 근접재해가 아니라 하더라도 화산재/테프라의 확산으로 인한 피해의 사전 대응이 필요할 것이다.
이에 대한 직접적인 연구는 실제 과거 기상자료와 화산특성에 따른 분화변수를 입력해 직접 모델링을 실시하는 것이 가장 보편적인 방법이지만 자국 및 주변국의 모든 화산에 대한 검토와 모델링을 실시할 수는 없으므로 인접한 국가들의 화산정보를 수집해 목록을 작성하고, 문헌자료, 과거 분화이력과 관측자료를 통해 국내에 피해를 줄 가능성이 높은 화산을 확정함으로써 모델링이 꼭 필요한 화산에 대한 우선순위 선정과 이를 통한 한반도에 영향을 줄 수 있는 재해를 사전에 판단함으로써 종합적인 국가 위기관리 능력 향상에 기여할 수 있을 것이다.

일본 화산 폭발, 한국 휩쓸 우려
일본의 화산방재맵작성지침(2013)에 따르면, 규모가 작은 분화의 경우 분화에 따라 형성되는 분연주는 성층권까지 도달하지 못하고 소규모의 분석 및 화산재는 대류권의 바람에 휩쓸려 모든 방향으로 하강한다고 한다. 성층권에 도달하는 분화의 경우에도 고층부바람(편서풍)을 따라 이동해 이러한 영향을 반영하게 된다. 이때 강하화쇄물의 분출량이 10억m3을 초과한다면 성층권에 도달한 화산재들이 지구를 순환해 장기적으로 지구 규모의 기후에 영향을 미친다고 알려지고 있다.

그러나 일본의 경우 화산재가 편서풍에 휩쓸려 분화구에서 동쪽으로 가늘고 길게 뻗어 타원을 그리는 범위에 퇴적하는 사례가 많다. 이를 기초로 판단할 때 분연주의 높이가 낮은(VEI가 낮은) 화산의 경우 전 방위로 확산 가능하나 공급되는 양이 소량이므로 국내까지 화산재가 도달하지 못할 것으로 분석된다. 반면 분연주의 높이가 높은 화산의 경우 강하물이 고층부의 바람(편서풍)에 휩쓸려 주로 동쪽으로 편향돼 나타날 것으로 판단된다. 그러나 기존의 일본 문헌에서 보이는 바와 같이 칼데라를 형성할 정도 규모의 대규모 분화가 발생할 경우 국내에도 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다.
최근 연구팀은 한반도와 주변국의 화산정보를 수집해 258개 화산체에 대한 데이터베이스를 작성했다. 285개의 화산은 남한에 3개, 중국에 11개, 북한과 중국의 경계에 1개(백두산), 일본에 111개, 러시아에서 관리하는 일본화산 15개, 러시아 캄차카반도 144개가 분포하고 있다. 수집된 화산체의 정보를 활용해 4개의 선정기준을 통해 분화 시 한반도에 영향을 줄 가능성이 높은 29개의 화산을 선정했다. 하지만 정확한 분석을 위해서는 기상자료와 과거 분화조건을 고려해 직접 모델링을 수행하는 것이 가장 좋은 방법이다.

최은경·김성욱 (주)지아이 부설 지반정보연구소


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