지난 10월 27일부터 30일까지 경주에서 열린 대한지질학회 추계학술발표회에서 국내의 지질학자들은 “최근 백두산의 분화 징후가 뚜렷하다”며 백두산의 폭발 가능성에 대해 경고하고 나섰다. 이 학회에서는 “시뮬레이션으로 살펴본 한반도는 한마디로 암흑천지로 변해버린다”며 주변국가의 관계협조와 대비를 당부했다.

< 재난포커스 - 이정직 기자  jjlee@di-focus.com >

백두산 화산 분화 가능성 징후 농후
국내 지질학자들이 백두산의 분화 징후가 뚜렷하다며 백두산의 폭발 가능성에 대해 경고하고 있다. 국내의 지질학자들은 지난 10월 27일부터 30일까지 경주에서 열린 대한지질학회 추계학술발표회에서 “최근 백두산의 분화 징후가 뚜렷하다”며 “폭발시 그 규모는 지난 4월 아이슬란드 화산폭발의 10배 정도 클 것”이라고 설명했다. 윤성효·이정현 부산대 지구과학교육과 교수는 이날 발표회에서 ‘백두산 화산활동과 향후 분화가능성, 그리고 남한학자들의 백두산 연구 참여방안’ 등을 통해 이같이 분석했다.

연구팀에 따르면 “현재 백두산은 활동적인 화산(活火山)으로 언젠가는 분화할 것이 확실하며, 현재 나타난 백두산의 화산 분화 가능성의 징후는 농후하다”고 말했다. 연구팀은 그 이유에 대해 ▲천지 바로 지하 2-5km 하부의 천부 화산지진 증가(2003년 월 250회) ▲백두산 천지 주변 외륜산 일부 암반 붕괴 및 균열(2003년) ▲백두산 천지 칼데라 주변의 암석 절리(틈새)를 따라 화산 가스가 분출해 주변 수목이 고사(枯死) ▲위성 GPS로 백두산 천지 주변 지형이 연간 이동 속도 관측 결과 2002년 8월부터 2003년 8월까지 천지 북측의 수평 및 수직 연간이동속도가 약 45-50 mm/년으로 활발화 됨 ▲천지 주변 온천수의 수온 증가(최대 83℃), 가스성분 증가(He, H2 등) ▲지진파토모그래피에 의해 천지 지하 10-12 km 지하에 규장질(알칼리유문암-조면암) 마그마 방 존재 확인 등을 꼽았다.

이어 백두산 화산분화 가능성의 평가근거에 대해 백두산은 현재 지구상에서 존재하는 가장 위협적인 화산 중의 하나라며 과거 사례를 참고로 폭발 가능성을 예측했다. 또 백두산의 천지 지하 10~12km의 규장질 마그마가 지표로 상승해 깊이가 얕아지고 임계조건을 넘으면 일시에 고압의 화산가스가 팽창돼 강렬한 화산재와 부석의 대폭발을 수반해 분화할 가능성이 우려된다는 지적도 덧붙쳤다. 특히 천지 지하에서 발생하는 잦은 화산성 지진으로 천지에 담긴 20억 톤의 물이 지하 암반 틈새(단층이나 절리)를 따라 지하 마그마와 만나는 경우 수증기와 화산재를 뿜어내는 초대형 화산폭발로 이어질 가능성이 충분하다고 예측했다.

시뮬레이션, 백두산 폭발후 암흑천지
이런 가설이 현실화될 경우 백두산이 맞게 될 폭발이후 시뮬레이션은 한마디로 암흑천지로 변해버린 한반도가 된다. 먼저 편서풍의 영향으로 북한 함경도 일원의 철도, 도로, 전기, 수도 등 사회기반시설의 무용화된다. 또 백두산 반경 약 100 km 내에 산사태, 화쇄류, 이류 등의 피해가 예상된다. 함경도 전역에는 강하화산재 피해, 화쇄류의 분화로 백두산 인접 넓은 범위의 지역에 걸쳐 대규모의 산불로 이어질 가능성이 다분하다.

석탄, 화력발전소 등 함경도에 의존하고 있는 북한 에너지 수급에 치명타를 주며 백두산 산록의 토석류와 화산이류 발생으로 인한 식생과 대규모 가옥파괴가 예측된다. 이 같은 이유로 연구팀은 “초보적으로 백두산 화산의 과거 분화 이력 지질조사를 통해 정확하게 조사하고 전문연구팀을 구성해 지속적이고 과학적인 관측 계획을 수립해야 한다”며 “더 나아가 백두산의 포괄적 연구를 위해 남북한이 공동으로 최정예 학술연구단을 구성할 필요가 있다”고 밝혔다.

홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “중국의 백두산 관련 연구자료에 의하면 2012년에 폭발할 것으로 되어 있다”며 “백두산 주변의 지진활동도가 높아지는데 지진활동도가 높아지면 폭발 가능성도 높아진다는 표시인데 10년 전과 비교할 때 아주 빠른 속도로 증가하고 있다”고 전했다. 그는 백두산 폭발 위력과 관련 “과거 백두산 폭발 당시 폭발 강도(1천년전 7.4)는 역대 지구상에서 발생한 화산 중 가장 큰 규모였다”며 “백두산이 당시 강도로 재폭발한다면 그 피해는 상상할 수 없을 것”이라고 경고했다.

백두산 폭발, 천지 20억 톤 물을 주목하라
전 세계 화산 및 지질 전문가가 백두산을 주목하는 이유는 폭발 강도와 피해 규모가 기존의 어떤 화산보다 파괴적일 것으로 예상되기 때문이다. 최근 백두산에서 발견된 몇 가지 징후가 화산 폭발 가능성을 암시하면서 관심은 더욱 고조되고 있다. 미국 과학잡지 ‘사이언스 매거진’ 최신호는 백두산의 화산폭발 가능성에 대해 언급하며 본격적인 백두산 연구가 진행돼야 한다는 전문가들의 견해를 싣기도 했다.

국내에서 20년 가까이 화산에 관한 연구를 해 온 경상대학교 지구환경과학과 손영관 교수는 화산 폭발이 일어나기 전 지진 충격으로 단순히 천지 인근에 균열이 생겨 물이 쏟아지는 상황이 발생하더라도 상상할 수 조차 없는 대홍수로 이어질 것이라고 지적한다. 김 교수는 “백두산 인근에 지진이 발생해 천지 주변의 암반에 균열이 생겨 두만강 쪽이건 압록강 쪽이건 한 번이라도 범람 한다면 상상할 수 없는 홍수 피해가 있을 수 있다. 신의주 등의 도시가 아예 황해까지 쓸려갈 수 있다”고 말한다.

백두산 마그마, 천지 20억 톤 물과 만나면 폭발력 더 거세져 천지에 균열이 생겨 물이 범람하는 것보다 더 위험한 것은 마그마와 만나 파괴적인 폭발을 일으키는 경우다. 손 교수는 백두산의 폭발을 가정할 경우 천지에 고여 있는 20억 톤의 물이 폭발 위력을 더욱 세게 만들 것이라고 경고한다. 일반적으로 물은 뜨거운 것을 식혀주는 역할을 한다고 생각하지만 섭씨 1200도의 마그마와 만나면 이야기는 전혀 달라진다. 뜨거운 냄비를 식히기 위해 차가운 물에 넣을 경우 순간적으로 열과 수증기가 뿜어져 나오는 것과 비슷한 이치다.

손 교수는 “마그마가 1000도 이상의 고온인데 물과 만나면 마그마가 급속하게 식으면서 조각 조각나게 되고, 마그마와 접촉한 물은 수증기로 변해 부피가 1000배 정도 늘어나게 된다. 화산 폭발의 파괴력이 거세지는 것이다”고 말한다. 지난 4월에 있었던 아이슬란드 화산 폭발 당시 화산재로 인해 전 세계 곳곳에서 항공기 결항 사태가 일어났던 것도 이 때문이다. 이 화산의 경우 과거 조용하게 용암만 흘러내리는 분출이 대부분이었지만 지난 4월에는 화산 정상부에 있는 빙하와 마그마가 만나면서 폭발적인 작용을 일으켜 화산재가 상공 8km까지 솟구쳤다.

지진 활동 등을 통해 백두산 화산의 폭발 위험을 제기한 부산대학교 지구과학교육과 윤성효 교수 역시 천지에 고인 물을 주목하고 있다. 그는 “만의 하나 유문암질 마그마이든 현무암질 마그마이든 마그마가 이 천지 물과 만나게 되면 엄청난 양의 수증기와 화산재를 발생하면서 폭발적인 분화를 하게 되고, 이 때 화산재의 구름기둥은 대류권을 뚫고 성층권까지 진입해 우리나라가 속한 중위도에서 편서풍과 제트류를 타고 동쪽으로 진행하고 일부는 지구 상층을 몇 바퀴 돌게 될 것이다”고 설명한다.

최악의 경우 백두산 반경 100km지역 초토화
최악의 경우 폭발과 함께 화산재가 분출하면서 백두산을 중심으로 반경 100km지역은 도시가 초토화 될 수 있다. 화산재 중에서도 무서운 것이 바로 화세류인데 이탈리아 남부 도시 폼페이가 서기 79년 베수비오 화산 폭발로 한순간 매몰됐던 이유기도 하다. 화세류는 구름형태로 지표면을 따라 초속 몇 십~몇 백m로 빠르게 이동하는데 백두산 가까이 있는 북한지역과 중국 일부지역은 화세류로 도시가 묻혀버릴 가능성도 있다.

대기 중으로 상승하는 화산재도 만만찮은 위력을 갖고 있다. 성층권에 머무는 화산재는 마이크로미터 수준의 작은 입자들인데 화산재가 태양의 복사를 차단함으로써 지구 전체에 한랭화를 초래한다. 이럴 경우 한국도 4계절 내내 가을과 같은 서늘한 날이 이어진다. 문제는 한랭화가 지속되면 농작물 재배가 어려워져 전 세계가 기근에 시달리게 된다는 점이다.

경상대 지구환경과학과 손영관 교수는 “1815년 인도네시아 탐보라 화산에서 일어난 폭발은 전 세계를 화산재로 뒤덮어 세계의 연간 평균 기온을 섭씨 5도 이상 떨어뜨렸다”며 “역사는 당시 화산분출의 직접적인 여파로 사망한 인원보다 기근에 시달려 사망한 인원이 훨씬 더 많은 것으로 기록하고 있다”고 전했다. 대기로 올라간 화산재는 편서풍을 따라 일본, 미국, 캐나다까지 영향을 미친다.

일본이 백두산 폭발에 대한 지속적인 연구를 진행하는 이유도 훗카이도 등 북부지역의 피해가 상당할 것이라는 예측 때문이다. 부산대 과학교육학부 윤성효 교수는 “기상청에서는 남한으로 화산재가 불어올 가능성은 적을 것이라고 예측하고 있지만 화산전문가들은 겨울에 북풍이 불면 우리나라로 날아올 가능성을 배제할 수 없다”고 설명했다.