[과학을읽다]伊 나폴리, 초강력 화산 폭발 '경보'

영국 칼리지런던대 연구팀
"캄피 플레그레이 화산 폭발 조짐"
VEI 7등급 '초강력 화산'
최대 폭발 땐 '대멸종' 초래 위험
"지각 약해져 소규모 지진·분출 가능성 높아"

이탈리아 나폴리에 있는 '백두산급' 초대형 화산이 500년 만에 다시 분화 조짐을 보이고 있어 비상이 걸렸다.

이탈리아 나폴리 인근 캄피 플레그레이 화산. 사진은 2013년 6월 촬영한 것으로 분기공 주위에 진흙이 분출돼 있는 모습. 사진출처=연합뉴스

영국 칼리지런던대 연구팀은 지난 9일 국제 학술지 '커뮤니케이션스 지구&환경(Communications Earth & Environment)'에 이같은 내용의 논문을 발표했다. 연구팀은 지목한 폭발 위험 화산은 이탈리아 남부의 '미항(美港)'으로 유명한 도시 나폴리 인근 '캄피 플레그레이(Campi Flegrei ) 화산이다. 나폴리는 최근 국가대표 축구선수 김민재의 활약으로 우리에게 친숙해진 도시다. 약 500년 전인 1538년 마지막 분화가 일어난 후 최근 다시 활동이 활발해졌다. 이탈리아 당국은 2012년 이 화산에 대한 경계 단계를 평시 수준인 '그린'에서 주의 단계인 '옐로'로 상향했었다. 2016년 12월에도 이탈리아 과학자들이 휴면 상태에서 깨어나 다시 분화할 조짐을 보인다는 연구 결과를 발표한 바 있다.

캄피 플레그레이 화산은 약 3만9000년 전에 거대한 용암 분출로 형성됐는데, 폭발 시 막대한 피해가 예상된다. 당장 인구 150만명의 나폴리 인근에 있다. 분화구로부터 11km 이내에 거주자가 50만명에 이른다. 연구팀은 특히 이 화산이 예측된 최대 강도로 폭발하면 최악의 경우 '대량 멸종(mass extinctions)'을 초래할 수 있다고 보고 있다. 고도 10km 이상의 성층권까지 화산재ㆍ가스 등이 퍼져나가고 33.5m 높이의 쓰나미가 발생할 것으로 예상된다. 특히 유황과 유독성 화산재를 퍼뜨려 지구를 몇 년 동안 겨울로 몰아넣어 농작물을 죽이고 대량 멸종 사태를 일으킬 수 있다고 논문에 적시했다. 캄피 플레그레이는 이탈리아어로 '불타는 들판'이라는 뜻으로, 나폴리 서쪽에 자리 잡고 있는 유명 화산 베수비오의 반대편에 위치해 있다. 거대한 칼데라호부터 인근 포주올리만까지 이어지는 24개의 크고 작은 분화구로 이뤄졌다.

캄피 플레그레이는 일반적으로 초화산(Super Volcano·VEI 7~8등급)으로 여겨진다. 화산의 규모ㆍ강도는 분화구의 크기ㆍ예상 폭발력ㆍ분화 구름의 높이 등에 따라 매겨지는 화산폭발지수(Volcanic Explosivity IndexㆍVEI)로 구분한다. 0부터 8까지 9단계로 나눠진다. 1만년 내 가장 강력했던 백두산 화산이 VEI 7등급이었다. 지난해 남태평양 지하에서 폭발한 통가 해저화산이 VEI 6등급으로 분류된다. 보통 초화산은 VEI 7~8등급, 즉 약 100~1000㎦ 이상의 분출물을 내뿜을 수 있는 규모의 초대형 화산을 말한다. 캄피 플레그레이는 역대 분화에서 최대 분출물 규모가 약 285㎦ 정도여서 이는 백두산 화산과 동일한 VEI 7등급 정도에 해당한다. VEI 8등급보다는 약하지만 여전히 극도로 위험한 강도다. 특히 화산재ㆍ가스 구름에 포함된 불소(fluorine)의 경우 식물을 죽이고 동물들에게 불소증을 일으키기에 충분한 양이 분출될 수 있다.

2018년 하와이 화산 폭발. 자료사진. 기사와 관련이 없음. [이미지출처=연합뉴스]

캄피 플레그레이 화산은 20세기 중반, 즉 1950년대, 1970년대, 1980년대 등 3차례에 걸쳐 활발한 활동을 보인 적이 있다. 전문가들은 10년 전부터 또다시 화산 활동이 재개됐으며, 이로 인해 화산 인근에 위치한 포주올리 마을의 지반이 불안하다고 전한다. 최근 10년 새 매년 10cm씩 상승해 1950년대 이후로 4m나 상승한 것으로 분석하고 있다. 특히 최근 들어 활동이 더욱 활발해지고 있다. 지난 4월 무려 600차례의 소규모 지진이 계속 발생하면서 역대 최다 기록을 경신해 주민들을 불안하게 만들고 있다.

연구팀은 이 같은 잦은 지진은 해당 지역 지표 2km 밑에서 발생한 화산가스의 활동으로 인해 지각이 스폰지처럼 늘어나고 뒤틀리고 미끌어지면서 발생한 것으로 보고 있다. 이에 따라 연구팀은 이 화산의 폭발 가능성을 분석하기 위해 지진 측정값ㆍ지면 융기 측정값을 결합해 해당 지역 지각의 인장 강도(최대 응력치)와 파열 가능성을 측정했다. 이 결과 해당 화산의 지각 깊숙한 곳에서 가스ㆍ마그마의 활동이 강하게 일어나면서 1950년대 이후 지표를 서서히 약화시키고 휘어지게 만들어 현재 지각의 인장 강도가 1984년의 3분의1로 감소한 것으로 집계됐다.

연구팀은 그러나 당장의 대규모 분화 가능성은 작다고 봤다. 대신 지각이 약해진 만큼 약한 강도의 지진과 분출이 잦아질 것이라는 결론을 내렸다. 강력한 화산 폭발이 발생하려면 지표 내부에서 화산 가스가 단단한 암석 등에 갇혀 축적돼 압력이 상승해야 한다. 또 용암이 균열된 지각으로 대규모로 빠르게 이동할 수 있는 환경이 갖춰져야 한다. 하지만 현재 캄피 플레그레이 화산 일대의 지반은 그동안 꾸준한 활동으로 약화된 상태다. 작은 압력ㆍ소규모의 용암만 모여도 파열될 가능성이 높은 만큼 상대적으로 작은 규모의 분출이 발생할 가능성이 높다.

스테파노 칼리노 베수비오 천문대 연구원은 "수 세대에 걸쳐 조용해진 다른 화산들처럼 캄피 플레그레이 화산도 급격하고 강력한 분출보다는 작은 활동을 벌이다가 잠잠해지는 추세를 보일 수 있다"면서도 "아직 무슨 일이 일어날지 말할 수 있는 것은 아니며 모든 가능성에 대비해야 한다"라고 말했다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr