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“북 핵실험 지진 7 넘으면 백두산 분출 가능성”

북한의 핵실험이 백두산의 화산 분출을 촉발할 수 있음을 보여주는 연구 결과가 나왔다.

홍태경 교수팀, 상관관계 첫 연구
1차부터 4차 인공지진 계속 커져
일각 “지하 정보 적어 섣부른 예측”

 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수 연구팀은 북한 핵실험이 백두산 화산에 미치는 영향을 분석한 연구 논문을 국제 학술지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 온라인판을 통해 17일 발표했다.

그동안 핵실험이 인공지진을 일으켜 백두산 지하의 마그마를 분출시킬 수 있다는 주장은 종종 제기됐다. 하지만 북한 핵실험과 화산 분출의 상관관계를 연구한 학술 논문이 나온 것은 이번이 처음이다.
 
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 연구팀은 북한의 1~3차 핵실험 자료를 활용해 향후 북한이 백두산에서 약 120㎞ 떨어진 함경북도 길주군 풍계리 핵실험장에서 더 강도 높은 핵실험을 할 때 백두산 지대에서 일어날 진동의 크기와 응력(압력)의 양을 계산했다. 지진 규모는 5.0부터 7.6까지 설정했다. 소련과 미국이 한 일반적인 핵실험의 규모다.

 실험 결과 지진 규모가 클수록 최대지반가속도(PGA·지반이 얼마나 강하게 흔들리는지를 보여주는 지표)와 응력이 함께 증가했다. 핵실험 규모가 커지면 백두산 지반이 받는 외부의 압력이 그만큼 커진다는 의미다. 백두산 지하에 있는 마그마 방에 가해지는 압력도 증가한다.
 
 연구팀은 지진 규모 7에 해당하는 핵실험을 할 경우 마그마 방이 받는 압력이 최대 120킬로파스칼(kPa)까지 올라 마그마 분출을 유발할 가능성이 크다고 주장했다. 그 정도의 압력이 가해지면 마그마 방 내에 기포가 형성돼 마그마가 지표로 분출된다는 것이 연구팀의 설명이다.

 지금까지의 북한 핵실험에서 지진 규모가 7을 넘긴 경우는 없었다. 하지만 지진 규모 3.6 수준이던 2006년 북한의 1차 핵실험부터 지진 규모 5.1을 기록한 지난달의 4차 핵실험까지 북한의 핵실험 규모는 꾸준히 커졌다.

홍태경 교수는 “마그마 방에 마그마가 차 있는 정도, 마그마의 성질 등에 따라 지진 규모가 그보다 낮아도 화산이 분출될 수 있다. 여러 변수를 다양하게 고려해 실험한 결과 지진 규모 7 이상일 때 정말 위험하다는 결과가 나왔지만 그보다 약한 규모의 핵실험도 위험할 수 있다”고 설명했다.

 백두산 지하 마그마의 양이나 성질에 대한 연구는 거의 이뤄지지 않았다. 따라서 일각에서는 이 연구의 문제를 지적한다.

백두산의 화산 활동을 연구해 온 윤성효 부산대 지구과학교육과 교수는 “백두산 마그마 방은 미지의 영역이다. 정확한 정보가 없는 상태에서 백두산의 화산 폭발 가능성을 추정한 것은 다소 성급한 것일 수 있다”고 말했다.

홍상지 기자 hongsam@joongang.co.kr
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