기후변화와 문명의 붕괴 시리즈 ‘화산 폭발이 일으키는 기후변화, 강수량 감소·곡물 생산성 악화로 이어져
- 글 : 이지현 칼럼니스트
- 기후변화는 앞으로 우리가 해결해야 할 중요한 과제인 동시에 그동안 인류가 걸어온 과거사와도 밀접하게 연관되어 있습니다. 기후변화가 문명에 영향을 준 여러 사례를 통해 현재 인류가 겪고 있는 기후변화의 위험성을 진단해 보고자 합니다.
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1월 15일 평화로웠던 남태평양 섬나라 동가는 순식간에 지옥으로 변했습니다. 해저 화산 훈가톤 가하파이가 갑자기 폭발했기 때문인데, 분연주*의 높이가 20킬로미터에 달할 정도로 큰 폭발이었습니다.
- 분연주 : 화산분화 발생시 형성되는 뜨거운 화산재와 화산가스로 구성된 기둥 모양의 구름
이 폭발로 섬의 대부분은 쓰나미의 영향을 받아 흑회색의 화산재와 흙더미가 통가 전역을 뒤덮었습니다. 285만㎡ 규모에 달하는 육지가 소멸되면서 통가국민 10만명 중 8만여명이 피해를 입었습니다. 화산 폭발의 여파는 세계 각지로 번졌습니다. 일본, 러시아의 블라디보스토크, 미국의 알래스카, 캘리포니아, 칠레와 페루까지 크고 작은 쓰나미를 겪으며 대량의 화산재로 인한 해양오염 등의 환경문제도 제기되고 있습니다.
해저 화산이 폭발하기 전(왼쪽)과 화산이 폭발한 후(오른쪽) 사진입니다. 화산 폭발 후 통가의 수도 누쿠알로파 항구는 회색 화산재로 뒤덮였습니다. ⓒ막사 테크놀로지
화산 폭발과 기후변화의 연관성은 1991년 필리핀 피나투보 화산 폭발 이후 활발하게 연구되었습니다. 피나투보 폭발은 1912년 발생한 알래스카 노발타 화산 폭발에 이어 20세기 두 번째로 큰 화산 폭발로 기록될 정도로 피해가 컸습니다. 피나투보산은 필리핀 수도 마닐라에서 북서쪽 90km 떨어진 루손 섬에 위치하고 있습니다. 1991년에 폭발할 때까지 600년 이상 활동하지 않았기 때문에 대부분의 사람들은 피나투보 화산이 다시 폭발할 것이라고 생각하지 않았습니다. 그러나 6월 9일 갑자기 분화를 시작한 화산은 사흘 뒤인 12일 대폭발을 일으켰는데 원자폭탄이 터진 것처럼 버섯구름이 뿜어져 나와 산 정상 부분은 통째로 날아갔습니다. 흘러나온 용암은 10km 이상 흐르고 산을 중심으로 반경 20km 이내에는 두꺼운 화산재로 뒤덮였습니다. 약 10km²의 농지와 약 4만 채의 집이 순식간에 사라졌고 64만 명 이상의 이재민이 발생했습니다.
분연주는 최고 40km에 이르며, 대폭화로 인해 산체 내부가 비어 있었고, 피나츠보 화산의 높이는 1,745m에서 1,485m로 낮아졌습니다. ⓒ부산일보
엎친 데 덮친 격으로 이날 필리핀에는 태풍 유냐(Typhoon Yunya)가 지나가고 있었습니다. 태풍은 화산재의 구름과 맞물려 피해를 가중시켰습니다. 화산에서 분출하는 대량의 화산재로 섬 전체는 하루 반나절 동안 암흑에 휩싸였고 태풍의 이동 경로로 인해 베트남 캄보디아 싱가포르 인도네시아 등 주변 국가들도 화산재 피해를 입었습니다.
특히 루손도는 화산폭발의 직격탄을 맞았는데 용암뿐만 아니라 태풍과 결합해 점성이 약해진 화산재가 물과 섞여 흐르는 화산류 현상이 발생하여 모든 전기와 물의 공급이 끊기고 주요 도로가 모두 파괴되었습니다. 후기 구석기 시대부터 루손섬 산악지역에 머물며 농사를 짓던 예타족의 피해는 더 컸습니다. 부족 대부분은 다른 섬으로 이주해야 했고 사망자도 800여 명이 넘었습니다.
화산재가 쏟아지는 화산류는 발생 속도가 빠르고 시멘트 반죽처럼 무겁고 밀도가 높아 주변의 모든 가옥과 도로, 농장을 파괴합니다. ⓒwikipedia
피나투보 화산 폭발은 지구 환경에도 큰 영향을 미쳤습니다. 폭발 후 약 2000만 톤 이상의 이산화황과 화산재 등이 성층권에 도달해 전 세계로 확산되었습니다. 성층권은 일반적으로 지표에서 10~50km 사이에 있습니다. 성층권은 높아질수록 온도가 상승하고 공기의 대류 현상이 거의 일어나지 않기 때문에 대기 상태가 매우 안정적입니다. 이러한 이유로 성층권은 여객기의 항로로 사용되기도 하지만 성층권까지 도달한 피나투보 화산 분출물은 전 지구를 순환하며 두꺼운 구름을 생성했습니다. 이 구름은 태양의 가시광선을 산란시키고 태양복사를 반사하여 대기 중의 알베도(albedo, 빛을 받았을 때 반사되는 정도)를 증가시켰습니다. 알베드가 높아지면서 태양으로부터 받는 지구의 에너지가 감소했고 그 영향은 2년 이상 지속됐습니다.
화산이 폭발하면 성층권의 오염물질은 증가합니다. 성층권에 머무는 오염물질은 지구 표면의 냉각효과를 일으킵니다. ⓒzdnet
버클리 캘리포니아대 연구팀에 따르면 지구 평균 온도는 피나투보 화산 폭발 이후 2~3년간 약 0.2~0.5도 낮아졌고 지구 표면에 도달하는 태양광은 약 2.5% 감소했습니다.
이것은 식물의 생산성에도 큰 영향을 미쳤습니다. 지구상의 모든 식물은 햇빛을 통해 에너지를 흡수하기 때문인데 피나츠보 화산 폭발로 옥수수 생산량은 약 9.3%, 쌀과 밀 등은 4.8% 줄었습니다. 화산 폭발로 인한 기후 변화로 식량 공급의 안정성이 낮아진 것입니다.
강수량도 화산 폭발에 의한 영향을 받습니다. 지난해 포스텍 환경공학부와 프랑스 국립과학연구센터, 취리히공대, 에든버러대가 공동연구에서 밝힌 바에 따르면 화산 폭발 이후 육지 강수량은 감소했습니다. 연구팀은 화산 폭발 이듬해 동태평양 해수면 온도가 올라가 적도 태평양 무역풍이 약해지는 엘니뇨가 공통적으로 발생했고 동남아, 인도, 남아프리카, 중남미, 호주를 포함한 몬순 지역에서 강수량이 줄어든 것을 확인했습니다. 강수량의 감소는 물 부족을 야기하고 곡물 생산성에 많은 영향을 미칩니다.
화산 폭발은 지구 내부의 에너지 흐름에 의한 자연스러운 현상이지만 나폴리에서 번영하던 도시 ‘폼페이’를 완전히 멸망시킬 정도로 강력한 힘도 가지고 있습니다. 지난해 8월 IPCC(기후변화에 관한 정부간 협의체)는 과학적 관측과 과거 기후분석을 통해 금세기 중 피나투보 화산과 같은 대형 화산폭발이 발생할 가능성이 매우 높다고 예측하였으나 화산폭발은 지구기후변화의 원인이 되는 만큼 보다 많은 연구와 대책이 마련되기를 바랍니다.
- 참고 자료
- 화산은 기후변화에 어떤 영향을 미칠까._국립기상과학원
- 초거대 화산 폭발과 기후변화_한국과학기술정보연구원
- 화산재로 인한 피해와 사회경제적 영향 분석_KoreaScience
- 화산재가 농작물 및 농업시설에 미치는 영향과 대응방안_한국방재학회 학술대회 논문
- 기후변화가 세계농업에 미치는 영향과 대응_서울대학교 이병우 논문
- 통가 화산 폭발이 남긴 이례적인 기록
- 화산 폭발하면 식량 생산성이 줄어든다_동아사이언스
- 화산폭발이 전 지구 강수량 줄인다_포항공대 산업협력단
- 화산 폭발이 지구 강수량 줄인다…엘니뇨 유발_사이언스 타임스
- 화산 폭발로 방출되는 물질 우리 삶에 미치는 영향_케미컬 뉴스
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