해저 마그마 재축적 포착…일본 키카이 칼데라 재활성화 가능성 -

일본 가고시마현 류큐 열도 이오섬 인근 해저 화산인 키카이 칼데라 아래에서 마그마가 다시 축적되고 있다는 연구 결과가 국제 학술지에 발표됐다. 약 7300년 전 초대형 분화를 일으킨 이 화산이 다시 활동 단계에 들어설 가능성이 제기되면서 주목된다.

일본 고베대학교 연구팀은 국제 학술지 Communications Earth & Environment에 발표한 논문에서 키카이 칼데라 지하 마그마 저장소가 현재까지도 활성 상태를 유지하고 있다고 밝혔다.

키카이 칼데라는 약 7300년 전 단 한 차례의 분화로 약 160㎦에 달하는 화산 물질을 분출한 초대형 화산이다. 이는 1980년 세인트헬런스 화산이나 1991년 피나투보 화산보다 훨씬 큰 규모다. 분화 이후 해저에는 거대한 칼데라가 형성됐고, 이후 약 32㎦ 규모의 용암 돔이 생성됐다.

연구진은 일본 해양지구과학기술청과 공동으로 칼데라를 가로지르는 175㎞ 구간에 수중 센서 39개를 설치하고, 음파 탐사를 통해 해저 지하 구조를 분석했다. 1만2000건 이상의 데이터를 통해 지진파 속도가 느려지는 영역을 추적한 결과, 마그마가 존재하는 구간을 입체적으로 규명했다.

분석 결과 과거 대분화 당시 형성된 마그마 저장소가 여전히 유지되고 있으며, 최근에도 새로운 마그마가 유입되고 있는 것으로 확인됐다. 특히 용암 돔 아래 마그마는 과거 분출 물질과 다른 성분을 보여, 신규 마그마가 재충전되고 있을 가능성이 높은 것으로 해석됐다.

연구팀은 평균적으로 약 1000년마다 8.2㎦ 이상의 마그마가 축적된 것으로 추정했으며, 전체 저장소 부피는 최대 220㎦에 이를 수 있다고 밝혔다. 이는 향후 분화를 유발할 수 있는 에너지가 상당 수준 축적되고 있음을 의미한다.

이 같은 패턴은 미국 옐로스톤이나 인도네시아 토바 호수에서 관측된 대형 칼데라 시스템과 유사한 것으로 분석됐다.

연구진은 칼데라 아래 얕은 마그마 저장소로 용융물이 지속적으로 재주입되는 과정이 대규모 분화로 이어질 수 있는 단계일 수 있다고 평가했다. 다만 실제 분화 시점이나 규모를 예측하기는 아직 어려운 만큼, 지진파 속도 변화 등 지구물리학적 신호를 장기적으로 관측하는 것이 중요하다고 강조했다.