백두산 천지
터질 듯 말 듯.. 핵만큼이나 무서운 백두산 대폭발
1000년 만에 재분화 가능성 고조
- 과연 폭발할까?
"북핵 실험, 분화 앞당겨.. 천지에 20억t 물 있어 분화 시 폭발 규모 커져"
"핵실험 인한 인공지진 분화 일으킨 적 없어, 섣부른 판단 말아야"
최근 북핵 실험으로 백두산 대폭발에 대한 논란이 뜨겁다.
핵실험으로 발생한 인공지진이 근처 백두산 지하에 있는 마그마를 자극해 화산 활동을 촉발할 수 있다는 주장에 대해 학계에서 갑론을박이 벌어지고 있는 것이다.
백두산은 1000여 년 전 '밀레니엄 대분화'라 불리는 대형 폭발을 일으켰으며, 지금도 폭발 가능성이 내재된 활화산
(活火山)으로 분류된다.
지난달 말 서울에서는 세계적인 화산학자들이 처음으로 한데 모여 백두산 분화에 대한 최신 연구들을 공유했다.
주요 화산대 중에서도 가까운 미래에 폭발할 가능성이 높은 것으로 꼽히는 백두산에 전 세계의 이목이 쏠리고 있다.
/그래픽-김충민 기자
◇대분화 시기 알려줄 증거 발견돼
그동안 백두산 대폭발은 900년대 초반 발생했다는 정도로만 알려졌을 뿐 구체적인 시기에 대해서는 연구자들마다 의견이 엇갈렸다.
일부 학자는 당시 역사서 내용을 토대로 926년 발해가 멸망할 당시 백두산 폭발이 일어났을 것이라고 추정했다.
백두산 폭발이 발해 멸망의 원인이 됐다는 주장이다. 하지만 이를 뒷받침할 만한 증거는 거의 없었다. 최근 백두산 분화 시기를 가늠할 수 있는 핵심 증거가 발견되면서 관련 연구도 급물살을 타고 있다.
클라이브 오펜하이머 영국 케임브리지대 교수는 2011년부터 5년간 백두산 현지에서 화산 연구를 하는 과정에서 지름
1m 크기의 나무 화석을 발견했다.
1000여 년 전 대분화 당시 주변 식물들이 모두 불타 흔적조차 남지 않았는데 비교적 온전한 형태의 낙엽송 일부를 찾은 것이다.
오펜하이머 교수가 탄소연대측정법으로 나무의 나이테를 분석한 결과 백두산 대분화는 당초 알려진 시기보다 20~30년 뒤인 946년 11월쯤 일어났던 것으로 나타났다.
이 연구 내용이 맞는다면 발해 멸망은 백두산 폭발과는 관련이 없었던 것이다.
백두산 대분화 시기에 대한 논란이 어느 정도 잦아들면서 학계의 관심은 언제 2차 분화가 일어날까에 쏠리고 있다.
백두산은 2000년대 들어 지진이 여러 차례 일어나며 다시 화산 활동이 시작된 것 아니냐는 관측이 나오고 있다.
2002년엔 백두산 천지 하부에서 한 달에 250여 차례나 지진이 감지됐다.
백두산 이도백하 상류 계곡에 위치한 주롱온천의 수온은 1991년 섭씨 67~69도였는데 최근 72~83도까지 상승했다.
중국과학기술대학 지질연구소 활동화산연구실에서 지난해 온천수에서 공기방울 형태로 나오는 화산가스를 채집해
헬륨의 동위원소 비율을 분석한 결과, 이 헬륨이 백두산 지하 맨틀에서 나온 것으로 확인했다.
이는 지하 마그마방(마그마가 모여있는 곳)의 지열이 땅으로 계속 전달되고 있다는 것을 뜻한다.
◇핵실험이 분화 촉진 가능성도 제기
북한 핵실험이 백두산의 2차 분화를 앞당길 수 있다는 주장도 제기되고 있다.
북한의 핵실험장인 풍계리는 백두산과 불과 115㎞ 떨어져 있다. 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수 연구팀은 지난해 2월 국제 학술지 '사이언티픽 리포트'에 "북한이 더 큰 규모의 핵실험을 진행하면 백두산 화산이 이에 반응할 가능성이 있다"고 밝혔다.
연구진은 1~3차 북한 핵실험과 과거 구소련·미국에서의 핵실험 규모를 토대로 규모 5.0~7.6의 가상 인공지진이 백두산에 미치는 영향을 분석했다.
그 결과 핵실험이 규모 7.0의 인공지진을 일으키면 백두산 마그마방이 터질 수 있는 수치인 120킬로파스칼(kPa)까지
압력이 높아지는 것으로 나타났다고 밝혔다.
지진파로 마그마방 내 압력이 상승하고, 그에 따라 마그마 상승을 유발하는 기포가 형성돼 화산 분화가 촉발된다는
것이다.
핵실험만으로 백두산 폭발이 일어난다는 건 섣부른 전망이라는 반박도 나온다.
이윤수 한국지질자원연구원 박사는 "인공지진으로 화산 분화가 일어난 전례가 없다"고 말했다.
이 박사는 "1972년 미국 알래스카 알류샨열도에서 북한의 6차 핵실험 규모의 수백 배에 달하는 5메가톤급 핵실험
(지진 규모 7.4)을 한 적이 있었는데, 인근 60~80㎞에 걸쳐 발생한 인공지진이 주변 화산에 영향을 줬다는 증거는
나오지 않았다"고 했다.
그는 "인공지진 주파수는 자연지진과 다르기 때문에 마그마를 충분히 자극할 만큼의 저주파수가 인공지진에서도
나오는지에 대해 추가 연구가 필요하다"고 말했다.
◇터지면 동아시아 기온 2도 떨어져
대부분 화산은 일본처럼 지각 판의 경계에 위치하고 있지만, 백두산과 한라산 등 한반도에 있는 화산은 판 내부에 있다. 이런 화산의 공통점은 폭발력이 크다는 것이다.
간헐적으로 폭발해 열을 내뿜는 판 경계 화산과 달리 오랜 시간 에너지를 응축했다가 한꺼번에 터뜨리기 때문이다.
중국 지질연구소가 인공 지진파로 분석한 결과 백두산 지하에는 4개의 마그마방이 존재하는 것으로 밝혀졌다.
마그마방이 여러 개일 경우 하나가 활성화되면 바로 위의 마그마방에도 영향을 미쳐 서로 상승작용을 하면서 폭발
위력이 커진다.
특히 백두산은 천지에 20억t가량의 물을 담고 있어 분화할 경우 화산 폭발의 규모는 더욱 커진다.
화산 내부에 있는 마그마가 물과 만나 식으면서 엄청난 양의 화산재로 바뀌기 때문이다.
국립환경과학원이 최근 발표한 '백두산 폭발 시뮬레이션 분석 결과'에 따르면 화산에서 분출된 황산화물(용암 가스와 화산재에 있는 황산 입자가 혼합된 물질)이 지상에서 8㎞ 이상 상승 후 북미와 그린란드까지 확산된다는 결론이 나왔다. 하늘로 올라간 황산화물이 햇빛을 반사해 한반도 등 동아시아 일대 기온이 두 달간 2도가량 떨어질 것이라는 분석도
나왔다.
▲ 국립방재연구원이 지난 2011년 실시한 백두산 화산폭발 모의실험 자료 화면. 당시
국립방재연구원은 백두산의 화산폭발 가능성에 대비해 모의실험을 통해 한반도 및
주변국가 영향에 대해 분석했다.
[사진출처=ytn 뉴스 화면 캡쳐] ⓒ뉴스투데이
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북한 핵실험으로 남북 관계가 급랭한 가운데 백두산 천지 위로 무지개가
떠올라 신비스러움을 자아내고 있다.
북한 풍계리 핵실험장 인근에서 두 차례의 지진 관측돼 한미 정보당국 긴장
해외과학자들 “지난 3일 북핵실험의 여파로 발생” 분석
2017년 9월 23일 토요일 오후 1시 43분과 5시 24분에 북한 풍계리 핵실험장 인근 6km지점에서 각각 2.6과 3.2진도의 지진이 관측되었다.
다음날 새벽에는 ‘죽음의 백조’로 불리는 미국 전략 폭격기 B-1B 랜서가 일본 오키나와 미군기지에서 발진한 F-15
같은 날인 24일, 리용호 북한 외무상이 유엔연설을 통해 “참수·군사공격 기미 보이면 선제 행동으로 예방 조치를 취할 것”이라며, 국제 사회를 향한 전례 없는 협박과 위협을 가했다.
풍계리 핵실험장 위치는 백두산 마그마 본층 간의 실제 거리는 불과 8km내외?
해동성국 발해의 926년 멸망도 백두산의 대폭발이 원인이라는 분석도
23일 풍계리 인근 자연지진을 분석한 해외 과학자들은 지난 9월 3일 북한의 핵실험 도발의 여파로 발생한 지진이라고 했다.
이번 핵실험 위치에서 백두산 마그마 본층과 연결된 위치와의 거리가 113km인 것을 감안하면 더 큰 대재앙의 원인이 될 수 있다는 의견이다.
그 이유로 풍계리와 백두산 마그마층의 실제 거리는 상상을 초월할 정도로 짧다는 사실을 꼽는다. 풍계리 지표면에서 지하로 2km를 굴토하여 핵실험을 하면 그 아래 백두산 마그마 층과 연결된 마그마 층이 지하10km 지점에 있고 다시
우리 역사에서 해동성국으로 불리던 발해가 926년에 멸망한 이유가 백두산의 대폭발 때문이라는 주장도 있었다.
「고려세가」, 「고려사절요」에 따르면 발해가 멸망한 이후인 938년과 939년 그리고 946년과 947년에 백두산 화산
또한 「조선왕조실록」의 기록엔 백두산은 1403년, 1654년, 1668년, 1702년에 중국 기록에 따르면 1903년에도 작은 폭발을 일으켰다고 한다.
그중 1702년에는 함경도 부령과 경성지역에서 “연기와 안개 같은 기운이 서북쪽으로부터 갑자기 밀려오면서 하늘과 땅이 캄캄해지고… 흩날리는 재는 마치 눈 같이 사방으로 떨어졌는데, 그 높이가 한 치(약 3cm)쯤 되었다.”는 일이
약 1000년 전 즈음에는 백두산 폭발로 뿜어져 나온 화산재 높이가 25km이상 솟구쳤으며, 상층기류에 따라 이동해
영국의 지진학자 제임스 해먼드,
위험한 북핵 놀음 고집하는 김정은 체제,
2013년 영국의 지진학자 제임스 해먼드를 비롯한 조사팀이 백두산에서 60km에 이르는 거리에 총 6기의 지진관측기를 설치하고 구체적으로 관측한 결과가 있다.
즉 액체, 가스, 크리스털, 바위가 섞인 상태로 부글거리고 있는 것이다.
김정일 정권 아래에서 고난의 행군으로 300만명의 아사자를 양산시켰고, 김정은은 고모부 장성택과 형 김정남을 살해
‘대재앙’의 발생 징후를 설명하는 ‘하인리히 법칙’에 따르면 300번의 사소한 징후, 29번의 작은 사고 발생 끝에 1번의 대형사고가 발생한다.
백두산에서는 이미 사소한 징후 끝에 이번 연속된 자연지진 사고가 발생하고 있다.
‘로켓맨’ 김정은은 이제 정신을 차리고 평화와 인류번영을 위해 무엇을 해야 할지 고민하고 행동해야 할 때가 아닌가?
김희철 칼럼니스트
▲ 백두산 폭발 시뮬레이션 ‘결과’가 공개돼 충격을 주고 있다. 백두산 폭발에
대한 위기감이 증폭되면서 남과 북 모두에게 ‘긴장감’을 주고 있는 가운데
공개된 백두산 폭발 시뮬레이션은 화산재가 울등도와 독도를 뒤덮을 만큼 넓어
한반도에 부정적 영향을 미칠 것이라는 반응이다
©브레이크뉴스
핵실험, 마그마 가득 찬 백두산 화산폭발 자극한다?
북한의 핵실험이 잠재돼 있던 환태평양 화산대인불의 고리’(Ring of fire)를 깨워 백두산 화산 폭발 위험을 증가시킨다는 주장이 계속 되고 있다.
백두산은 흔히 휴(休)화산으로 인식되는 경향이 있지만, 2002년부터 수백 차례 약한 지진이 발생하고 있는 명백한
활(活)화산이다.
지난해 4월 세계적인 과학학술지인 ‘사이언스 어드밴스(Science Advances)’에 실린 국제연구팀 조사에 따르면 백두산 지하에는 대규모의 마그마 층이 존재하고 있는 것으로 밝혀졌다.
영국의 화산학자 로빈 앤드루스도 지난 달 23일 미국 경제전문지 포브스(Forbes)에 ‘북한이 화산폭발을 일으킬 가능성’이라는 제목으로 “북한이 풍계리 핵실험장에서 수소폭탄을 터뜨리면 백두산 아래 마그마 층에 강한 압력을 가해져 화산폭발을 일으킬 수 있다”고 주장한 바 있다.
지난 5월 2일 미국의 민간 싱크탱크 랜드(RAND)연구소의 브루스 베넷 박사도 CNN과의 인터뷰에서 북한이 강도 5 이상의 지진을 유발하는 핵실험을 반복한다면 수많은 북한인, 중국인, 러시아인을 죽음에 이르게 하는 화산폭발을 가져
올 수 있다고 경고했다.
또한, 지난해 2월 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수또한 북한의 1~3차 핵실험 지진파를 분석해 핵실험으로 인한 지진이 규모 7에 이를 경우 백두산 분화를 촉발시킬 수 있다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’의 자매지 ‘사이언티픽 리포츠’에 발표하기도 했다.
이처럼 전문가들의 조사에 의하면, 백두산은 900년대 대폭발 이후 10여차례 분화가 진행돼 왔고 1,000년마다 대지진이 발생한다는 1000년 주기설, 100년 주기설 등이 거론되고 있다.
일부 과학자들은 2000년과 2050년 사이에 제2의 대폭발이 있을 가능성도 제기하고 있다.
실제로 2000년대 들어 다시 활발하게 지각활동을 개시하여 매달 10~15차례 지진이 발생하면서 백두산 천지 주변이
7cm가량 융기하기도 하고 지난 2010년 10월 규모 3.0 이상의 지진이 2차례 발생했을 당시 지진 발생 이틀 전 지진화산 분화의 전조일 수 있는 수천 마리 뱀떼가 출현하기도 했다.
북한은 백두산에서 불과 114km 떨어진 함경남도 길주군 풍계리에 핵실험장을 건설, 지난 2006년부터 6차례에 걸친
북핵실험을 강행해왔다.
만약 백두산이 폭발하게 된다면 그 피해는 마그마의 분출, 크고 작은 화산쇄설류, 화산재로 인한 환경파괴 그리고
백두산 천지의 화산홍수 등 복합적이고 장기적인 피해를 주는 자연재해가 발생할 수 밖에 없다. 특히 백두산 화산폭발은 북한 뿐 아니라 한반도 전체, 나아가선 중국과 일본, 러시아까지 영향권에 들어간다.
화산재는 북한의 북동부, 중국의 북동부, 러시아의 남동부 일대를 강타하게 되어 피해지역의 항공기 운항 차질, 교통
및 물류대란, 호흡기 질환 확산, 농작물 냉해, 정밀기기 산업 피해 등 막대한 피해를 발생시킬 것으로 예상된다.
일례로 2010년 4월 14일 아이슬란드 에이야프얄라요쿨 화산 폭발시 직접적인 인명피해는 없었으나 유럽 전역에서는
총 95,500여 항공편이 취소되어 항공대란이 발생하는 등 사회, 경제 및 정치적으로 큰 영향을 초래했다.
이렇듯 백두산 화산 폭발 가능성은 북한뿐 아니나 동북아 국가들 모두에게 큰 피해를 가져오기 때문에 여러 국가들이 관심을 가지고 여러 연구와 대책을 마련하고 있다.
우리나라도 백두산 화산재해로부터 안전한 지역이 아닌 만큼 예상되는 재해를 예측하여 피해를 최소화하기 위한 시스템을 위한 연구를 진행하고 있으며, 백두산 폭발 시점 예측이 쉽지 않은 만큼 다국가 공동 연구를 통한 지속적인 모니터링을 하고 있으나 필수적인 북한과의 협조가 없어 한계에 봉착해 있는 실정이다.
통일부가 심재권 더불어민주당 의원실에 제출한 자료에 따르면, 남북은 지난 2007년 10.4 남북정상회담 직후 남북 보건의료․환경보호협력 분과위에서 백두산 화산활동 감시관련 협력사업 추진에 합의하여 2008년 2월 실무협의회 평양개최에 합의하였으나 남북관계 경색으로 무산된 바 있다.
그 후 2011년 3월과 4월 2차례 남북전문가 회의를 개최하여 백두산 화산문제와 관련한 학술토론회 개최 필요성으로
백두산 공동답사 등을 합의했으나 또다시 무산됐다.
2015년 11월 중국 북경에서 열린 「동북아 국제 과학기술 세미나」에서 백두산 화산 공동연구를 위한 연구방향 설정 및 공동해결 방안을 협의했으나 2016년초 북핵실험으로다시 교류가 중단되어 2년 가까운 시간이 지나고 있는 실정이다.
이에 대해 심재권 의원은 “백두산의 대형 폭발로 인한 남북한의 피해는 지금 당장 우리에게 느껴지지 않을 수 있지만
북핵실험이 발생시키는 강력한 인공지진이 마그마층을 압박하여 압력을 증가시켜 언제 어떻게 폭발할지 아무도 알 수 없는 상황이다” 면서 “과거와 비교했을 때 백두산 주변에 지진 발생 횟수가 증가하고 있는 상황에서 백두산이 실제
폭발한다면 백두산 반경 100km 이내에 거주하는 160만 명의 북한주민, 중국인, 러시아인 등이 제1차 피해자가
되겠지만, 재앙은 결국 한반도 전체와 인근 지역으로 확산될 것”이라고 우려했다.
그러면서 “남북간 다른 영역의 교류도 중요하지만 10.4정상회담 성과 가운데 하나였던 백두산 화산 폭발 관련한 대응책을 마련하기 위한 근본적인 해결방안을 위한 남북간 공동대응 모색이 절실한 상황으로 서둘러 교류를 되살려야 할 것”이라고 주장했다.
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백두산 천지. |
핵실험 후 지진…백두산 화산 분화 시기 빨라지나
지하 10km에 자리한 마그마방 형태가 변수…
"영향 有, 그러나 단정어려워"
3일 북한 함경북도 풍계리 인근에서 발생한 두 차례 지진(각각 규모 2.6, 3.2)이 북한의 6차 핵실험에 따른 여파일 가능성이 높다는 분석이 나오고 있다.
이는 북한의 핵실험이 북한 일대의 지각에 영향을 주고 있다는 얘기다. 화산 폭발 가능성이 제기돼왔던 백두산 일대의 지각에까지 영향을 미쳤을 것이라는 관측도 있다.
◇北 핵실험, 백두산 화산 분화 영향 미칠 것= 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 25일 머니투데이와의 통화에서 “북한의 6차 핵실험이 강력했다는 증거들이 드러나고 있고, 당시 지진파가 백두산 하부 지하 10km 정도에 위치한
마그마방에 진동을 가했을 것”이라며 “지진파가 마그마방을 통과하는 동안 입자 진동을 일으키게 되고 입자 진동이
압력을 증가시킬 수 있다”고 설명했다.
과학계 일각에서는 북한의 핵실험이 백두산 화산을 조기 분화시킬 수 있다고 경고해왔다.
핵실험 장소인 함경북도 길주군 풍계리가 백두산과 불과 100여km(킬로미터)밖에 떨어져 있지 않기 때문이다.
홍 교수도 지난해 2월 지진파형 분석 데이터베이스(DB)와 컴퓨터 모델링 기법 등을 토대로 북한 핵실험으로 발생한
지진 규모가 커지면 백두산 분화에 영향을 미칠 수 있다는 연구결과를 내놓기도 했다.
백두산 지하에 마그마가 가득 차 있는 상태에서 북한 핵실험으로 규모 진도 7 이상의 지진이 발생한다면, 그 응력(압력)으로 화산 분화가 촉진될 수 있다는 것.
홍 교수는 이 날 전화통화에서 “계란 흰자를 빨리 젓게 되면 거품이 일어나는 것처럼 마그마 방에 진동이 생기면 기포가 형성되고, 이 기포가 상승해 마그마 상승을 돕게 되면 분화로 연결될 수도 있다”며 “핵실험 규모가 증가할 때마다
마그마방 압력도 같이 증가한다”고 말했다.
그는 “다만, 규모 7.0 정도의 지진이 발생해야 의미 있는 압력 수치가 될 것”이라고 덧붙였다.
잇단 핵실험에 정치권도 우려의 목소리를 내고 있다. 박지원 국민의당 전 대표는 지난 24일 자신의 SNS(소셜네트워크서비스)에 “인공적이든 자연적이든 백두산 및 핵실험장 인근 지역에서 지진이 활성화되고 있다면 어떤 식으로든 남북, 나아가 국제사회가 공동으로 조사하고 대비해야 한다”고 촉구했다.
그는 “백두산 화산이 분화되면 한반도 전역은 물론 중국까지 거대한 용암 분출, 화산재 피해, 수증기로 인한 홍수 피해로 끔찍한 재앙을 맞을 수 있다”고 지적했다.
◇“조기 폭발? 아직 섣부르다” 과학계 중론= 백두산 폭발 가능성이 학계에서 제기된 건 2000년대 초부터다.
2002년부터 백두산 일대에 헬륨동위원소 농도 및 온천수 온도가 급상승하는 등 분화 조짐이 보이다 둔화되는 현상이
반복돼왔기 때문이다.
일본 다니구치 히로미쓰 도호쿠(東北)대 명예교수는 2013년 국제학술대회에서 동일본지진의 판(板·) 운동의 영향으로 2032년까지 백두산이 분화할 확률이 99%에 달할 것이라고 주장하기도 했다.
만약 백두산 화산이 폭발할 경우, 화산폭발지수(VEI) 8단계 중 7단계의 위력으로 폭발하고, 북동풍이 불 경우 남한 전역에 화산재가 쌓여 최대 11조 1900억원 규모의 재산 피해를 입힐 수 있다는 분석이 제기되고 있다.
하지만 북한 핵실험이 백두산 화산 분화에 직접적인 영향을 줄 것으로 단정 짓긴 어렵다는 것이 과학계의 중론이다.
수심이 450m 가량 되는 천지 수압이 분화구를 막고 있고, 하부 마그마방의 형태가 정확히 확인이 되지 않아서다.
홍 교수도 “마그마방 내의 마그마가 발달이 돼 있지 않으면 분화될 마그마가 없어 화산 분출로 연결될 수 없다”며
“지금까지 확인된 건 백두산 하부 10km에 마그마방으로 추정되는 장소가 있다는 것 뿐”이라고 밝혔다.
익명을 요구한 또다른 전문가는 “백두산이 앞으로 100년내 분화 가능성이 높은 활화산이지만, 지각의 급격한 변동이
감지되고 있지 않는 이상 보다 신중하게 접근할 필요가 있다”고 지적했다.
김세관 sone@mt.co.kr
한국지질자원연구원은 오는 26일부터 양일간 '제1회 백두산 국제학술회의'를 개최한다.
<사진=한국지질자원연구원 제공>
한국지질자원연구원은 오는 26일부터 양일간 '제1회 백두산 국제학술회의'를 개최한다.
<사진=한국지질자원연구원 제공>
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