[미디어파인 칼럼 = 이상원 기자] 세계의 화산 지대 중 일부는 지구 표면에서 가까운 곳에서 발생하는 용융 물질에 의해 연료가 공급된다. 지구에서 가장 뜨거운 곳 중 일부는 지구 깊은 곳에서 솟아오르는 물질에 의해 연료가 공급되는 반면, 가장 차가운 곳에서 녹은 흐름은 상대적으로 얕은 부분에서 발생한다.
지구의 많은 화산 활동은 지각을 구성하는 지각판의 가장자리 또는 그 근처에서 발생한다. 일부 지각판 사이의 경계를 형성하는 대양저 산맥에서 뜨거운 물질은 새로운 지각을 만들기 위해 맨틀로부터 위로 퍼진다. 그러나 더 불가사의한 것은 화산활동이 중해 능선으로부터 멀리 떨어진 지각판의 한가운데에 있는 많은 지역에서도 일어나고 있다는 점이다. 하와이섬, 남대서양의 어센션섬, 남태평양의 핏케언 제도 등이 그런 예시이다.
과학자들은 고립된 화산활동의 대부분이 맨틀 안쪽 깊은 곳에서 솟아오르는 뜨거운 물질에 의해 공급되고 있다고 의심한다. 그러나 새로운 분석에 따르면, 고립된 화산지대의 일부가 예상보다 뜨겁지 않은 물질에 의해 연료가 공급되고 있음을 시사하고 있으며, 이는 그곳의 화산활동이 깊은 물 기둥들에 의해 주도되고 있음을 의심케 하고 있다. 이 결과는 과학자들이 판의 내부에 있는 화산활동의 다양한 장소들에서 벌어지고 있는 불가사의한 과정들을 알아내는 데 도움을 줄 수 있을 것이다.
연구팀은 이전의 연구들이 깊은 맨틀 기둥들에 의해 발생한다고 생각했던 해양 지역의 26개의 화산 핫스팟에 초점을 맞추었다. 이들은 지진 데이터를 사용하여 260km에서 600km 사이의 다양한 깊이에서 맨틀 물질의 온도를 추정했다. 일반적으로 물질이 뜨거울수록 지진파가 그 물질을 통해 이동하는 속도가 느려진다. 그리고 나서 그 팀은 각각의 핫스팟에 대한 온도 추정치를 대양저 산맥에 있는 맨틀 물질의 평균 온도와 비교했다. 구조 판들이 그곳에서 분리되고 있기 때문에 맨틀 깊은 곳에서 온 뜨거운 암석이 부풀어 오르는 것에 대한 저항이 없다. 이런 결과들은 과학자들이 고립된 핫스팟 아래 깊은 곳에 있는 암석들의 온도를 비교할 수 있는 기준을 제공한다.
대양저 산맥의 온도는 평균 섭씨 약 1388도이다. 연구팀은 12개의 핫스팟 지역에 대해 심해저 산맥의 물질이 대양저 산맥의 물질보다 155도 이상 더 따뜻하다고 보고했다. 그 뜨거운 물질은 지구 표면으로 올라올 수 있을 정도로 충분히 따뜻하며 덮여 있는 지각을 씹으며 엄청난 화산 활동을 일으킬 수 있다.
과학자들은 해당 지역들에서 지구의 지각은 더 두꺼울 것이고 따라서 맨틀에서 표면으로의 열의 흐름을 절연시키는 데 도움을 줄 것이라고 설명한다. 차례로 지각의 열 축적은 화산 활동에 연료를 공급할 수 있는 탄산염이 풍부한 암석들이 국부적으로 녹는 것으로 이어질 수 있다.
[이상원 칼럼니스트]
고려대 산업경영공학과(재학 중)
미디어파인 대학생칼럼니스트 겸 기자