갑자기 궁금해서 찾아봤어요
“반경 50Km 대다수 생명체질 질식사 우려” 거재해! 백두산 화산폭발 시나리오
학창시절 한라산은 사화산, 백두산은 휴화산이라고 배운 사람이 많을 것이다. 한라산은 화산 활동이 완전히 멈춘 사화산이고 백두산은 활동을 잠시 쉬고 있는 휴식하는 화산이라는 것이다. 하지만 사실 휴화산이란 개념은 없다. 내부에 마그마가 살아 있고 1만 년 이내에 분화한 적이 있는 것은 모두 활화산이다. 이 기준으로 보면 백두산은 명백한 활화산이다.
백두산 천지 백두산은 살아있으며 언제든지 폭발할 수 있습니다. 문제는 언제 어떤 규모로 분화가 일어날지 모른다는 것 입니다. 연구를 통해 대응책을 모색해야 하는데 현장조사를 하는 방법조차 없어 안타깝습니다.
국내의 대표적인 백두산 연구자로 꼽히는 이윤수 포스텍 환경공학부 교수의 말이다. 이 교수는 과거 한국지질자원연구원(지질연) 책임연구원으로 국내 백두산 연구를 사실상 총괄했던 인물. 2018년 포스텍으로 자리를 옮긴 뒤에도 관련 연구를 계속하고 있다.
이 교수에 따르면 세계 학자들은 대부분 백두산을 언젠가 폭발할 수 있는 활화산으로 구분하고 있다. 또 대규모 분화가 가능한 위험한 화산으로 보고 있다. 다만 그 시기와 규모를 놓고 의견이 엇갈릴 뿐이다. 과연 백두산이 폭발할 경우 어떤 일이 벌어질까. 우리는 사전에 어떤 준비를 할 수 있을까.지구에서 가장 위험한 활화산을 먼저 역사 속에서 백두산 폭발에 대한 기록을 찾아보자. 학자들은 조선왕조실록을 근거로 1401년, 1403년, 1597년, 1668년, 1702년에 백두산이 폭발했다고 분석한다. 당시 사람들은 돌비가 내렸다 비린내 나는 안개(황먼지)가 피어올랐다는 등의 상황을 기록하고 있었기 때문에 화산이 언제 폭발했는지에 대해서는 해석상 다소 차이가 있다.
일본 동북대 다니구치 미쓰루(谷口忠) 명예교수는 한·중·일 기록을 분석해 백두산이 현재와 가까운 곳에서는 1373년, 1597년, 1702년, 1898년, 1903년, 1925년 등 모두 6차례에 걸쳐 폭발했다고 주장했다. 히로미쓰 교수는 2012년 5월 일본 화산 전문가 학술대회에서 “6차례의 폭발은 모두 일본에서 큰 지진이 일어난 뒤 발생했다”며 “2011년 동일본 지진이 일어난 것을 감안하면 백두산은 2019년까지 68%, 2032년까지는 99%의 확률로 폭발할 수 있다”고 밝혔다.
히로미쓰 교수의 백두산 분화가 일본 지진의 영향을 받는다는 주장은 아직 추가 검증이 필요하다. 그러나 대부분의 화산 연구자들은 “백두산은 현재 지구상에서 가장 위험한 화산 중 하나”라는 데 동의하고 있다. 이윤수 교수는 “시기가 문제지만 분화는 기정사실이다. 철저한 연구를 통해 대응책을 마련해야 한다고 강조했다.
특히 백두산 인근의 지질 현황에 주목할 필요가 있다. 백두산 일대에서 한 달에 수십 번의 지진이 발생한 2002년부터 2005년 사이에 천지 외륜산의 높이가 10cm 정도 높아진 적이 있다. 이후 2009년부터 점차 낮아졌다가 현재 다시 높아지고 있다는 증거도 있다. 또 천지 일대 온천수 온도가 섭씨 69도에서 83도까지 올라가면서 화산활동이 활발해지는 게 아니냐는 해석도 나오고 있다. 지질연 지강현 책임연구원은 하지만 최근 몇 년간 폭발에 대한 위험신호가 다소 약해진 측면도 있다. 다양한 지표를 분석해 좀 더 추이를 지켜봐야 한다고 설명했다.
폼페이 멸망 화산 폭발의 50배 위력
백두산이 폭발할 경우 예상되는 화산재의 확산 범위. 북한과 일본 동북부 일대에 심각한 피해가 예상된다. [행정안전부 제공]
그렇다면 백두산이 폭발할 경우 어떤 피해가 생길까. 백두산 폭발 중 규모가 가장 컸던 것은 일명 밀레니엄 분화로 불리는 946년 폭발이다. 당시 화산폭발지수가 7에 달했다. 고대 로마 도시 폼페이 멸망을 가져온 베수비오 화산 폭발의 50배 가량의 위력에 해당한다. 당시 이 폭발로 45메가톤의 유황이 분출했으며 화산재와 화산가스 기둥이 대기 상층으로 25km 이상 치솟은 것으로 분석됐다. 화산재는 일본까지 날아가 홋카이도와 혼슈 북부에 두께 5~10㎝의 퇴적층을 만들어냈다. 일본에도 분화를 관측한 기록이 남아 있다.
이보다 작은 규모의 분화도 한반도에 큰 피해를 남겼다. 조선왕조실록에는 화산 폭발로 △성이 두 곳 무너졌다. △회우중 강물이 빨갛게 오염됐다△돌멩이가 굉음과 함께 날아가 버렸다 등의 기록이 남아 있다. 마그마 분진 산불 등의 피해가 적지 않았음을 알 수 있다.
화산 폭발은 산업화된 현대에 훨씬 큰 피해를 줄 수 있다. 화산재의 황 성분이 각종 전기 시설의 고장을 유발해 전력망이 붕괴될 수 있다. 또 화산재가 대기를 뒤덮으면 냉해를 유발할 수도 있다. 직접적인 피해가 예상되는 북한 지역에서는 극심한 가뭄도 예상된다.
이산화탄소 폭발도 우려되는 현상 중 하나다. 이윤수 교수는 “현재 백두산 정상 칼데라(화산지형)에 물이 고여 있는 호수, 즉 ‘천지’가 있는 것도 큰 걱정거리”라고 말했다. 이 교수에 따르면 천지 규모의 화산호는 호수 하층에 이산화탄소가 압축돼 초임계 상태(액체와 고체의 중간 상태)로 쌓이게 된다. 화산이 분출해 이 정도 규모의 이산화탄소가 확산되면 백두산 일대의 많은 생명체가 질식할 수 있다. 이 교수는 “현장에 가면 거품이 부글부글 일어난다. 상당량의 이산화탄소가 있을 것으로 보이지만 아직 이에 대한 제대로 된 조사가 이뤄지지 않고 있다고 밝혔다.
1986년 서아프리카 카메룬에서는 이와 관련한 피해가 발생했다. 니오스호가 품고 있던 이산화탄소가 갑자기 분출해 반경 25km 내 생명체가 대부분 질식사했다. 당시 인명피해는 1746명, 희생동물은 수천 마리에 달했다. 이 교수는 “백두산에서 이런 현상이 발생하면 천지의 경우 반경 50㎞까지는 피해가 날 것으로 예상된다”고 전망했다.
윤성효 부산대 지구과학교육과 교수는 4월 15일 국회 토론회에서 백두산 분출을 가정한 모의실험 결과를 발표했다. 윤 교수는 화산재가 비처럼 내려 막대한 산불이 발생해 주변 산지를 전소시킬 것이라며 북한 압록강 주변과 중국 창바이 조선족자치현 일대의 도로 댐 전기 등 기반시설이 마비되고 주민들은 호흡기 질환, 식수 오염, 냉해에 시달리면서 일대는 초토화될 것이라고 내다봤다.
이윤수 교수도 백두산 화산의 분화 규모를 5개 정도, 즉 946년 대폭발의 100분의 1 수준의 위력으로 가정해도 파괴력은 히로시마 원자폭탄의 1600배에 해당한다며 이보다 더 큰 폭발이 일어날 수 있는 게 현 상황이라고 설명했다.
만약 백두산이 실제로 폭발한다면 시민들은 어떻게 대응해야 할까. 행정안전부의 재난 분야 위기관리 매뉴얼 작성운용 규정과 국가위기관리 기본지침(대통령훈령 제388호) 등에는 이런 내용이 있다.
△화산재 낙하 전에는 문과 창문, 환기구 등 바깥공기에 들어갈 만한 틈을 적신 수건, 테이프 등으로 막고 △만성기관지염이나 폐기종, 천식 등의 환자는 실내에 머물게 하며 △화산재로 인해 며칠 동안 외출할 수 없는 경우도 있으므로 생수나 음식물, 방진마스크, 의약품, 구급함 등을 준비하는 것이 좋다. 이 밖에 △실외에 있을 경우 화산재가 내리면 코와 입을 가리고 실내나 자동차 안으로 대피하고 △차량 이동도 가급적 피해야 하지만 부득이한 경우 전조등을 켜고 화산재가 날아가지 않도록 천천히 운행할 것을 요구한다. 눈에 띄는 것은△화산재를 청소할 때 가급적 물을 사용하지 말라는 내용이다. 화산재는 물과 섞이면 시멘트처럼 딱딱해지기 때문이라고 한다.
한편 행안부 관계자는 기본적인 대응 매뉴얼은 있지만 국내에서 화산재를 피해야 하는 상황은 실제로 없다고 말했다. 이는 백두산 폭발의 피해가 직접 우리에게 미치기는 어렵기 때문이다. 백두산 화산이 폭발할 경우 화산재의 약 97%는 성층권 근처까지 치솟은 뒤 제트기류를 타고 동쪽으로 흩어진다. 북한과 중국, 그리고 일본 홋카이도 및 동북부 일대가 적지 않은 피해를 볼 것으로 예상된다. 이때 3%가량의 화산재는 계절풍을 타고 대류권을 따라 돌기 때문에 한국은 극심한 미세먼지와 항공기 이착륙 제한 등의 간접 피해를 상당 기간 겪을 것으로 보인다.
“남북·중 공동연구 필요”
4월 15일 서울 여의도 국회도서관에서 열린 깨어나는 백두산 화산, 어떻게 할 것인가? 토론회에서 오창환 전북대 교수가 ‘백두산 폭발시 예상되는 한국 피해’에 대해 발표하고 있다. [뉴스1]
국내 연구진은 백두산 폭발이 동북아 전체에 적지 않은 피해를 줄 것으로 예상되기 때문에 각국이 협력해 현지 조사와 연구를 진행해야 한다고 강조한다. 국내 화산 연구진은 이를 위해 북한 및 중국 연구진과 지속적으로 접촉해 왔다. “기술과 장비를 제공할 테니 공동으로 연구하자”는 제안도 계속하고 있다. 하지만 국가적 상황에 밀려 실질적 진전은 없는 상황이다.
지질연은 2015년 중국과학원과 협약을 맺고 백두산 공동연구를 추진했다. 마그마의 위치를 지질조사로 추측한 뒤 실제로 시추공을 열어 화산 상태를 알아볼 계획이었다. 그러나 한 차례 현장조사를 했을 뿐 이후 중국 내 사정으로 인해 원활한 연구를 진행하지 못하고 있다. 지강현 책임연구원은 천지 내부의 마그마 구조를 파악하려면 초음파, 충격파 분석장치 등을 동원해야 한다. 이 장비를 백두산까지 가져가기조차 쉽지 않은 게 현실”이라며 “북한에서는 이런 장비가 제재 품목에 해당하고, 중국의 경우 관할 군부대의 허가가 별로 없다”고 밝혔다. 그는 백두산 접경지대에서는 중국 과학자조차 각종 조사 장비를 갖고 다니지 못하는 등 제약이 많다고 안타까워했다.
이윤수 교수는 “북측에서 먼저 공동연구 의사를 전달해 오기도 했고, 우리가 먼저 요청하는 등 서로 꾸준히 노력해 왔지만 매번 실패로 끝났다”며 “백두산 연구를 위해서는 중국과 북한, 양국과의 공동연구가 반드시 필요하기 때문에 앞으로도 꾸준히 방안을 모색해 나갈 것”이라고 밝혔다.
신동아 2019년 6월호 정승민 과학칼럼니스트 [email protected]
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