지난 9일(현재시각) 뉴질랜드 화이트 섬 화산폭발로 인해 최소 6명이 숨졌고 8명이 실종된 것으로 알려졌다. 8일 오후 화이트 섬 3700m 봉우리서 예기치 않은 화산재ㆍ유황가스ㆍ수증기가 분출됐을 당시 여행 가이드를 포함한 총 47명이 방문한 상태였다. 참사가 일어나기 전날 오후까지 특별한 폭발 조짐은 없었다고 한다. 그렇다면 어떻게 사전 신호 없이 급작스러운 폭발이 발생했을까.

11일 영국 일간지 가디언은 이번 재난이 증기에 의한 ‘열수 폭발(hydrothermal eruption)’ 또는  ‘침윤층 폭발(phreatic eruption)’에 해당하며, 이 유형의 폭발은 경고 없이 발생할 수 있다고 밝혔다. 쉐인 크로닌 오클랜드 대학 화산학자는 열수 폭발ㆍ침윤층 폭발을 예방할 유일한 방법은 ‘열수 시스템 내부의 수증기와 액체 압력을 면밀하게 관측해 추적하는 것’이라고 설명했다. 
 

이번 폭발의 결정적 원인은 지하수인 것으로 추정된다. '와카아리(Whakaari)'라 불리는 화이트 섬 지하 마그마 인근은 지하수층이 형성돼 있다. 땅 밑 가스와 지하수가 만나면서 열수가 발생했고, 과열된 지하수에 지진ㆍ가스 유입ㆍ호수 수위의 변화 같은 외부 충격이 가해지면서 순식간에 열수 균형은 무너졌다.

거대한 열을 품고 있던 지하수 주변 균형이 무너질 때, 지하수의 압력은 외부로 빠르게 발산한다. 이 때 물은 초음속 속도의 수증기로 변하며 부피는 최대 1700배 증가했다. 이 수증기에서부터 엄청난 에너지가 방출됐다. 팽창 에너지는 단단한 바위를 부수고 암석 파편ㆍ화산재를 수백 미터 떨어진 곳까지 날려보냈다. 

와카아리 상황은 여전히 불확실하다. 지난 11일 오전 4시경부터 진동 감지기는 다시 위기사항이 시작됐음을 알리고 있다. 뉴질랜드 지질ㆍ핵과학연구소(GNS Science) 과학자들은 지진계로 파악한 진동으로 볼 때 여전히 높은 기압층이 여전히 형성돼 있다는 것으로 봤다. 위험 경보 수준은 5단계 중 3단계에 해당한다.

화이트 섬은 언제든지 마그마ㆍ수증기 분출이 가능성이 있어 관측이 어렵다. 특히 이번 사태로 인해 인간이 가진 인공지능ㆍ첨단 센서ㆍ빅데이터를 처리하는 첨단기술로도 대자연의 변화를 예측하기 어렵다는 교훈을 던졌다. 


◆ 백두산은 폭발로부터 안전할까?

북한 양강 삼지연군과 중국 지린성 경계에 있는 백두산이 다시 폭발할까? 그 폭발 이력은 화려하다. 기록에 따르면 서기 946년에 일어난 ‘밀레니엄 대분화’로 시작해 1420ㆍ1668ㆍ1702ㆍ1903년까지 총 5차례 폭발이 발생했다. 백두산은 2000년대 이후 지각 변동, 온천수 온도 상승, 지진 등 분화 징후가 큰 폭으로 상승했다. 

중국 국적의 인공위성 관측 결과에 따르면, 2006~2011년 백두산 천지의 서쪽과 북쪽을 중심으로 지표면의 상승ㆍ하강이 꾸준히 관측됐다. 지하 마그마방의 압력 변화에 따라 지표 내부가 팽창ㆍ수축을 반복한 것이다. 백두산 지진 빈도도 이례적으로 증가해 심각한 화산 분화 징후로 나타내고 있다. 

화산학자들은 백두산 분화 징후를 근거로 추후 폭발 가능성이 높은 것으로 평가하고 있다. 지금으로서는 연구ㆍ인프라ㆍ자원이 부족해 백두산의 폭발 시점과 피해 규모를 예상하기 어렵다. 따라서 북한, 중국 등 국가와 협력해 백두산 폭발 시 피해를 최소화하는 연구 확대가 요구되고 있다.


<참조기사 및 링크>

Why Volcanologists Didn't Predict New Zealand's Deadly Eruption

How Volcanologists Predicted Kilauea’s Explosive Eruption