최근 전 세계적으로 화산폭발이 빈번하게 발생하고 있는 가운데 우리나라에서도 백두산 화산이 폭발한다, 안한다로 학자들간의 의견이 분분해 논란이 일고 있다. 이에 만약 폭발한다면 언제쯤일까? 하지만 언제 폭발할지는 아직 알 수 없는 상황이다. 지질학자 등 일부 전문가들은 각각 폭발 시기가 얼마 남지 않은 상황에서 곧 폭발한다는 견해도 있고 십년 후에 폭발한다는 의견을 내놓고 있다. 이에 백두산이 폭발한다면 우리나라까지 피해를 줄 것은 분명하다. 또한 폭발로 인한 인명 피해는 물론 화산재로 인한 재산피해나 환경피해가 있을 것으로 확실시 된다. 글 | 편집자 주

백두산 화산 폭발 언제 일어나나?

우리나라의 최고봉인 백두산은 입지 조건이 좋아 사람들이 거주하기에 좋은 조건이다. 이에 백두산 내 화산 폭발은 전 국민의 관심이자 근심으로 최근 언론을 뜨겁게 달구고 있다. 이는 정말 백두산 화산 폭발 가능성이 있는 것일까? 라는 의문들이 커지고 있기 때문이다. 백두산 관련 일부 지질학자들은 백두산 천지 아래 2~5㎞ 지점에서 화산 지진이 증가한 점을 들추며 천지 주변 일부 암벽에서 나타난 균열·붕괴현상 등을 들어 폭발 징후가 뚜렷하다고 주장했다. 여기에 백두산 화산 폭발 가능성이 큰 이유를 북한의 핵실험 때문이라는 견해를 내세웠다. 2005년도 중국 국가지진국이 단층촬영을 해보니 핵실험장과 백두산 화산 마그마 간의 거리는 8㎞ 정도에 불과하다고 했다.

그렇다면 북한의 핵실험이 진행될 경우 마그마의 활동을 자극해서 화산 폭발 가능성이 있다는 것이다. 화산 폭발은 아주 작은 현상이 뇌관역할을 해 폭발하는 경우가 많다. 미국의 A.매튜 교수는 서인도제도에 있는 화산을 조사한 결과 최근 세 번의 폭발이 모두 갑작스런 폭우 뒤에 일어났다고 밝혔다. 작년에 폭발했던 아이슬란드의 에이야프얄라요쿨 화산도 빙하가 녹은 물 때문에 폭발했다. 이렇듯 조그만 자연현상만으로도 화산 폭발이 발생할 수 있다는 것이 입증된 것으로 북한의 핵실험은 화산폭발의 뇌관역할을 하기에 충분하다.

이런 가운데 백두산 화산이 폭발하면 한반도는 물론 동아시아권 국가들의 기온이 2개월 동안 2도 정도 내려가고 화산가스가 북미 대륙, 그린란드 상공까지 확산되는 등 전 세계에 악 영향을 미칠 것으로 예상된다. 이에 황산화물의 경우 8㎞이상 상공으로 올라가 기류를 타고 북미 대륙과 그린란드까지 확산되는 것으로 나타났다. 화산재 등 각종 입자상 물질이 햇빛을 차단해 한반도를 비롯한 동아시아 지역에선 약 2개월 동안 2도 정도 기온이 내려가는 것으로 예측됐다. 상대적으로 멀리 떨어진 북미 지역에선 화산 폭발 1개월 뒤부터 온도가 내려가다가 다시 상승할 것으로 분석했다.

여기에 북한도 백두산 폭발이 임박했다고 분석했다. 이에 북한이 백두산 화산폭발에 대비, 사전 준비에 돌입한 것으로 알려졌다. 북한 당국의 소식통은 북한당국은 이미 백두산 화산폭발에 대처하기 위한 사전준비에 돌입했다며 지난해 가을부터 양강도 삼지연군과 대홍단군, 보천군에서 두 차례에 걸쳐 시행된 주민 대피훈련은 사실상 백두산 화산폭발에 대처하기 위한 훈련이었다고 밝혔다. 소식통은 또 2012년 완공 목적으로 건설 중이던 ‘백두산 관광철도 건설’이 갑자기 중단되고 건설인원이 철수한 것도 재정난과 함께 백두산 화산폭발 가능성 때문이라고 전했다.

화산 분화 가능성 징후 나타나고 있어

이런 가운데 최근 백두산 천지 바로 지하 2~5㎞ 하부에 화산지진이 증가하고 있는 것으로 나타났다. 이에 2003년에 월 250회에 달하는 지진이 이를 반증한다. 특히 천지 주변의 외륜산 일부 암벽에서 균열과 붕괴 현상이 2003년에 일어나는 등 분화징후가 뚜렷하게 나타나고 있다. 여기에 백두산 천지 칼데라 주변의 암석 틈새를 따라 화산가스가 분출해 주변 일부 초목이 고사됐다. 대규모 뱀 떼의 출현도 계속 증가하고 있다.

지난 2002년 8월부터 2003년 8월까지 천지 북측의 수평 및 수직 이동속도가 약 40~50mm/년으로 활발해졌다. 폭발의 징후는 이뿐만이 아니다. 천지 주변 온천수의 수온이 최대 83도까지 높아졌고 헬륨과 수소 등 가스성분이 증가했다. 지진파토모그래피에 따르면 천지 지하 10~12km 지하에 규장질(알칼리유문암-조면암)마그마 방 존재도 확인됐다. 더욱이 천지 지하에서 발생하는 잦은 화산성 지진으로 천지에 담긴 20억t의 물이 지하 암반 틈새를 따라 지하 마그마와 만나는 경우 수증기와 화산재를 뿜어내는 초대형 화산폭발로 이어질 가능성이 충분하다.

물이 없을 경우 마그마가 분출되면 용암이 되거나 화산재가 소규모만 발생하지만 천지와 같은 물이 있을 경우 급속도로 팽창해 화산재가 많이 만들어지게 되기 때문이다. 이런 가운데 일부 지질학자들은 공중으로 올라가 화산재 기둥을 형성한 후 비처럼 떨어지는 강화화산재의 경우는 지구를 몇 바퀴 돌게 되며 또 화산재가 물이 끌어 넘치는 것처럼 산사면을 따라 흘러내리면 초목이 다 말라죽고 화재가 발생하게 된다고 말했다. 백두산 화산폭발 가능성에 학계와 세계의 시선이 쏠리는 이유는 현재 지구상에서 존재하는 가장 위협적인 화산 중의 하나로 꼽히기 때문이다.

특히 인류 역사상 최대의 화산분화를 일으킨 전력이 있어 더욱 그렇다. 이에 1000년 전에 일어난 백두산 화산폭발은 발해 멸망의 원인으로 지목될 정도로 강력한 폭발로 기록되고 있다. 폭발 당시 분출물의 양은 100~1500㎦로 화산폭발지수는 7.4에 달했다. 화산폭발지수는 화산폭발 시 화산의 분출 부피, 화산재의 상승 높이, 지속시간 등을 관찰·종합해 화산폭발의 강도를 나타내는 수치를 말한다. 이런 가운데 백두산 화산폭발 시 주요 피해지로 꼽히는 나라는 북한과 일본이다.

남한 지역은 다행히 백두산 화산폭발로 발생한 화산재가 직접적으로 떨어지거나, 높은 온도의 화산재가 흘러가면서 화재가 발생하는 등의 직접적인 피해는 일어나지 않을 것으로 전망된다. 하지만 북한의 경우는 다르다. 북한 중에서도 함경도 지역은 피해가 극심할 것으로 보인다. 이에 초대형 화산폭발 시 북한 함경도 일대는 철도, 도로, 전기, 수도 등 사회기반시설이 무용화 될 가능성이 높고, 백두산 반경 약 100㎞는 산사태와 흘러내려오는 500℃의 뜨거운 화산재로 인한 산불 등으로 초토화 될 수 있다.

이 경우, 석탄과 화력발전소 등 함경도에 의존하고 있는 북한 에너지 수급에 회복할 수 없는 치명타를 남길 수 있다. 이에 우리나라는 직접적인 화산재 영향은 받지 않지만 화산재가 홋카이도 쪽으로 날아가면 태평양 항공노선이 차단될 것으로 예상했다. 항공노선이 차단될 경우 항공기 결항 등으로 아이슬란드 화산 폭발로 야기된 항공 대란이 일어나게 된다. 물류 수송 등에 상당한 차질을 빚게 되는 셈이다. 이에 1000년 전과 같은 대규모 분화가 일어나면 한반도는 물론 지구전체에 막대한 영향을 끼치게 된다. 화산재가 대기 상층으로 올라가 태양 복사를 차단하면 일시적인 한랭화 현상이 일어나기 때문. 이로 인해 농작물에 냉해가 발생, 기근 사태를 초래할 수 있다.

백두산 오래 전부터 활발한 화산활동 보여

백두산은 오래 전부터 활발한 화산활동을 보였다. 백두산 화산폭발은 지금으로부터 약 2840만 년 전인 신생대 올리고세로 거슬러 올라간다. 당시 소규모의 현무암이 땅이 갈라진 틈새나 주변 암석 틈새를 따라 분출됐다. 이를 시작으로 약 1500만 년 전부터 100만 년 전까지 이 틈새를 따라 대량 분출됐다. 이 화산활동으로 현무암 용암대지인 개마용암지대가 만들어졌다. 이후 활동이 주춤해지며 백두산 천지 하부에 경사가 완만한 돔 모양의 ‘순상화산체’도 생성됐다.

그 후 휴지기를 지나고 약 60만 년 전부터 1만 년 전까지 계속적이고 격렬한 화산활동에 의해 일본 ‘후지산’과 비슷한 성층화산체가 만들어졌다. 이 보다 더 큰 폭발력을 지닌 화산 폭발은 4000년 전에 1번, 1000년 전인 서기 936년과 939년 사이에 일어났다. 폭발적인 대분화가 일어나 백두산 정상이 함몰돼 지금의 천지 칼데라의 모습을 형성하게 됐다. 뒤를 이어 서기 1403년, 1668년, 1702년, 1903년에 천지 칼데라 내에서 소규모로 화산 분화가 있었다는 역사적 기록이 남아있다.

약 1000년 전에는 인류 역사상 최대의 화산분화로 인식되는 폭발적인 화산폭발이 일어났다. 이때 당시 발생한 화산재가 일본에까지 영향을 미쳐 분출물 일부가 일본 홋카이도와 혼슈 북부지역에서 발견되고 있다. 이 같은 활동을 통해 보면 대략적인 주기가 나온다. 큰 주기는 1000년, 중간 주기는 100년, 작은 주기는 12~13년 단위로 분화가 이어져 온 셈이다. 한편 중국 지진국지질연구중심 활화산연구실은 백두산 산군에서 몇 년 내 화산이 폭발할 가능성은 없다며 우리 세대에서 백두산이 화산 폭발하는 현상을 볼 수는 없을 것으로 확신한다고 주장했다.

특히 중국측의 장기간 연구결과를 고려할 때 3가지 점에서 몇 년 내에 화산이 폭발할 가능성은 없다고 예측했다. 이에 백두산의 화산 폭발 가능성의 낮은 이유로는 매년 100차례 정도의 지진이 일어났지만 올해는 66차례만 발생한 것과 2002~2005년 지진이 다소 증가했지만 2005년 이후에는 안정을 회복해 지금까지 유지되고 있다는 점이다. 또한 백두산 온천의 수온은 현재 섭씨 80도 정도를 유지하고 있다. 아울러 온천수의 수질화학 검사 등에서도 이상이 발견되지 않는다는 사실은 백두산 화산의 지하활동이 안정상태에 있음을 보여준다. 여기에 화산폭발을 위해서는 지표변형이나 수온이상, 온천기체나 지구화학의 이상, 용암의 용출 등이 있어야 하지만 지금까지 이런 현상이 발생하지 않고 있다.