September 18,2019

타무 매시프, 태양계 최대 화산 아니다

단일 화산 아냐…세계 최대 화산은 '마우나로아'

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2013년 발표된 연구에 따르면, 일본 동쪽 1500km 거리에 위치한 ‘타무 매시프(Tamu Massif)’라는 거대한 해저 화산이 세계 최대의 단일 화산으로 밝혀졌다. 그러나 지난 8일 ‘네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)’에 게재된 최신 논문에 의해서 타무 화산은 그 지위를 잃게 되었다. 아이러니하게도 2013년 논문과 이번 논문의 저자는 동일인이다.

타무 매시프 © IODP

타무 매시프 © IODP

타무 화산은 면적이 약 31만㎢, 높이 4460m의 순상화산(aspite)으로 여겨져왔다. 용암에 이산화규소(SiO₂)의 함량이 적으면 점성이 묽은 용암이 많이 흘러 방패처럼 평탄한 모양이 되는데, 이런 화산 형태를 순상화산이라고 한다. 그동안 타무 매시프는 단일 순상화산으로 알려지면서 화성의 ‘올림푸스 몬스(Olympus Mons)’를 제치고 태양계 최대 규모의 화산으로 자리매김했다.

휴스턴 대학의 해양 지질학자인 윌리엄 세이거(William Sager) 박사 연구팀은 2013년 타무 매시프의 존재를 발표했다. 타무는 세이거 박사의 이전 근무지였던 ‘텍사스 A&M 대학(Texas A & M University, TAMU)’에서 따온 명칭이다. 화산의 덩치가 너무 커서 활화산이면 대멸종을 초래할지 모른다는 우려가 있었지만, 다행히 1억 4000만 년 동안 휴면 상태인 것으로 밝혀졌다.

거대 화산의 크기 비교 © William Sager

거대 화산의 크기 비교 © William Sager

타무 매시프는 단일 화산인가?

2013년 발표 당시에도 타무 매시프가 단일 화산이 아닐 것이라는 반론이 있었다. 호주 퀸즐랜드 공대의 스콧 브라이언(Scott Bryan) 교수는 타무의 구성 물질이 여러 개의 마그마 분출구에서 나왔을지도 모른다고 경고했었다.

새로운 논문은 타무 매시프의 자기장 데이터를 분석한 결과, 지각에서 자성암에 의해 야기된 자기장의 섭동(perturbations)이 해저 중앙의 융기판 경계에서 형성된 자성과 유사함을 확인했다. 세이거 박사는 이번 발견으로 타무 매시프가 이전에 생각했던 것처럼 순상화산이 아닌, 중앙해령(mid-ocean ridge) 경계에서 해양 지각의 융기 생성을 뜻하는 용어인 ‘스프레딩(spreading)’에 의해 형성되었다는 결론을 내렸다고 밝혔다.

그동안 미국, 중국, 일본의 국제 연구팀은 타무 화산이 3개의 산등성이 주변에서 어떻게 형성되는지를 이해하려고 노력했다. 연구자들이 주목한 핵심 이슈는 자기 편차였다. 최신 연구는 7만 2000km의 선로를 따라 54년간 수집된 460만 개의 자기장 판독 값을 사용하여 타무 매시프의 자기 변형맵을 작성했다.

세이거 박사는 “과학에서 우리가 알고 있는 것에 대해 의문을 제기하고 가정에 대한 점검과 재확인을 해야 하며, 결과적으로 진실에 가까워져야 한다”라고 강조했다. 타무 매시프는 태양계 최대의 화산이라고 밝혔던 과학자가 스스로 오류를 인정한 것이다.

하와이섬의 마우나로아 용암층 분포도 © USGS

하와이섬의 마우나로아 용암층 분포도 © USGS

세계 최대 화산의 지위를 되찾은 마우나로아

이전까지 지구상 최대의 화산은 ‘마우나로아(Mauna Loa)’였다. 육지 면적 5271㎢의 마우나로아는 하와이섬의 절반가량을 차지하는 순상화산이다. 해발 높이는 4169m에 불과하지만, 해저면을 기준으로 따지면 9170m나 돼서 에베레스트를 제치고 지구 최고 높이의 산이 된다. 약 70만 년 전부터 생성된 마우나로아는 지금도 가끔 분화하는 활화산으로, 여러 화산 틈에 껴서 위로 솟구쳤기 때문에 타무 매시프와 비교하면 면적이 훨씬 작다.

타무 매시프의 발견 이후 2위로 밀려났던 마우나로아는 다시 세계 최대의 단일 화산 자리를 되찾았다. 그러나 세이거 박사는 “지구에서 가장 큰 화산은 야구공의 실밥처럼 바다 중심의 능선 시스템을 따라 전 세계에 약 6만 5000km 길이로 연결되어 있다. 이것은 실제로 하나의 화산이 아닌 거대한 화산 시스템이다”라고 언급했다. 비록 타무 매시프가 단일 화산은 아니지만, 거대한 화산 능선 시스템의 일부로 형성되었다는 것이다.

바이킹 1호 궤도선이 촬영한 올림푸스 몬스 © NASA

바이킹 1호 궤도선이 촬영한 올림푸스 몬스 © NASA

태양계 최대의 화산, 올림푸스 몬스

이번 발표에 따라 태양계 최대 화산의 자리는 올림푸스 몬스가 차지하게 됐다. 올림푸스 몬스의 면적은 약 30만㎢로, 타무 매시프의 최초 발표 면적이었던 31만㎢에 근소한 차이로 밀려서 태양계 2위의 화산으로 전락했었다. 이후 2016년 연구 발표에서 타무 매시프의 면적이 53만㎢로 확장되면서 순위가 굳어지는 듯 보였다.

올림푸스 몬스는 높이가 무려 26km나 되는 거대한 순상화산이다. 화성의 중력은 지구의 38%에 불과해서 이렇게 높은 화산이 형성될 수 있었다. 애초 화산의 높이는 33km에 육박했을 것으로 여겨지나, 공기가 희박한 화성에서도 미세한 풍화작용이 오랜 기간 지속되면서 지금처럼 낮아진 것으로 추정된다.

타무 매시프가 단일 화산이 아니라는 사실이 밝혀지면서 올림푸스 몬스는 지난 6년 동안 잃었던 태양계 최대 화산의 지위를 되찾았다.

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