화산과 지진
| 지금은 지진의 발생을 여러 가지의 원인으로 관측하고 있으나 과거에는 화산이 지진의 유일한 발생원인으로 생각하고 그렇게 믿고 있었다. 1955년 9월 29일, 시베리아 대륙에서부터 찌시마 열도 수km 되는 곳까지 뻗어있는 캄챠카 반도에 중규모 지진이 발생하였고 그 다음 주에는 매일 소규모의 지진이 계속 발생하여 3주간 하루 100회 이상의 지진이 캄챠카 반도를 흔들어 놓았다. 관측된 지진기록을 분석한 결과 진앙은 베지미아니 화산부근에서 발생한 것으로 밝혀졌으나 이 화산은 오랜 동안 휴지하고 있어서 사화산이라고 믿고 있었다. 10월 22일에는 지진이 하루에 200회 이상 발생하여 약 1300회의 지진이 발생한 것으로 관측되었는데, 셋째주 마지막 날 베지미아니 화산이 분화를 시작했다. 화산으로부터 재와 수증기와 가스가 분출하는 한편, 지진은 하루에 450회나 발생하였다. 1개월 사이에 분연은 8km까지 치솟았고 베지미아니 화산으로부터 1200km떨어진 태평양 위에까지 이르렀으며 11월 말에는 분화의 횟수가 줄어듬과 동시에 지진활동이 갑자기 약해졌다. 1956년 3월 30일까지의 4개월 동안은 화산의 분화가 정지되고, 상당히 조용한 지진활동을 보여주었으나 그날 베지미아니 화산은 산정을 날려보내고 화산재와 수증기뿐만 아니라 용융 용암도 분출하는 놀라운 큰 폭발을 일으켰다. 폭풍에 의해서 산의 윗 부분 200m가 분쇄되어, 직경 1.6km의 화구가 생기고 25km 되는 먼곳까지 나무가 쓰러졌으며 동시에 대규모의 지진이 캄챠카 반도에 발생하였다. 대규모의 지진과 가장 큰 폭발이 동시에 일어난 후, 지진활동과 화산 분화 활동은 현저하게 약해져서, 6월까지에는 화산활동과 지진활동이 휴면기에 접어들었다. 이와 같이 약 8개월의 화산 분화 기간에 33,000회 이상의 지진이 발생하였으며 지진의 빈도와 에너지의 크기는 화산 분화 활동과 비례하고 있었다. 지구 과학자들이 화산과 지진과의 관련성을 연구한 결과, 용암과 마그마가 지구의 내부에서 솟아오를 때, 기반암에 열과 압력을 가함과 동시에 균열과 구멍에 침입하여 통로의 암석을, 그리고 결국은 화산 그 자체를 팽창시키게 되며 마그마에 의한 찌그러짐이 바깥쪽으로 퍼져 나가면서 화산 분화활동이 일어나기 전에 군발 지진을 일으키게 됨을 규명하게 된다. 마그마가 지표 부근에 집중하게 되면 화산활동이 일어나며 또한 화산활동이 일어나는 부근에서 천부지진이 발생하게 된다. 베지미아니 화산의 경우와 같이, 분화의 힘 그 자체가 대지진의 방아쇠 역할을 할 수 있을 것이며 분화 후에는, 마그마가 끌려내려가면서 기반암이 침하하고 수축되어 새로운 응력이 생기므로 지진을 발생하게 되는데 작은규모의 심발지진이 발생하게 된다. 화산 분화는 흔히 지진을 일으키지만, 때로는 그 반대로 지진으로 인해 화산이 야기되는 경우도 있다. 즉, 대규모의 강력한 지진이 휴면중인 화산의 활동을 야기 시킬 수가 있다. 그 예는 1975년 11월 29일 하와이에서 볼 수 있었는데 힐로의 남쪽 50km 지점인 하와이 섬 해안의 지하에서 지진이 발생하였다. 강력한 지진으로 인하여 도로가 막히고 전력시설이 파괴되었으며 낡은 건물도 파괴되었을 정도로 많은 피해를 야기 시켰다. 지진이 발생한지 한시간도 지나지 않은 시각에 섬의 남동부에 위치한 킬라웨어 화산이 분화를 시작했으며 화구를 따라 깊은 균열이 생기면서 용암이 흘러나오고, 빨갛게 달아오른 용암 분천이 새벽 하늘에 뿜어 올랐다. 깊이 약 3m의 용암 덩어리는 강처럼 시속 약 50km의 속도로 흘러내려 산 밑으로 흘러내려 산끝에서 폭포가 되어 바다로 흘러 들어갔으며 어마어마한 분화활동을 보여주었다. 그런데 때로는 지진과 화산의 관련성을 발견하기가 용이하지 않을 수도 있다. 북아메리카 대륙에서 활발히 활동하고 있는 지진대의 하나는 북쪽은 미국 Montana주에서 남쪽은 미국 Utah주까지의 중앙 Rocky 산맥 일대에 걸쳐 있다. 이 산맥은 1억여년전에 형성된 것으로 상당히 오래전에 생성된 산맥이다. Rocky 산맥일대에 분포하고 있고 미국 Wyoming주의 북서부에 위치한 Yellowstone National Park에는 현재까지도 활발한 화산활동을 계속하고 있으며 이러한 증거로 이 지역에서는 온천과 간헐천이 지금도 솟아 나오고 있다. 이 지역에서는 6400만년전에 시작된 신생대 이후 3회의 큰 분화가 있었으며 60만년전 최후의 폭발 때는 수백km2 에 걸친 큰 용암의 흐름이 있었다. 1959년 8월 17일 로키 산맥 및 그 주변에서 기록된 것 중에서 가장 대규모의 지진이 발생하였는데 본진은 Yellowstone National Park의 서쪽 경계에 있는 헤브겐 호수를 강타하였는데 호수 옆의 언덕이 둘로 갈라지면서 땅의 한쪽이 6m 정도 가라앉아 새로운 단층의 벼랑이 나타났다. 호수 바닥이 기울어졌기 때문에, 11시간에 걸쳐서 큰 파도가 호수에 발생하였는데 파도 중의 일부는 헤브겐 댐을 넘어 급류가 되어 강으로 내려가서, 강기슭을 깎아내고 나무가 뽑히게 만들어 놓았다. 강 하류에서는 산의 광대한 표층을 씻어버려 아래에서 야영을 하며 휴가를 즐기던 일행, 150명의 일행중 28명이 수백만톤의 암석 및 토사에 파묻혀 죽는 피해가 발생하였다. 이 암석 및 토사의 흐름에 의해서 매디슨 강이 막혀 너비 1.6km, 길이 8km의 새로운 호수가 생기게 되었는데 이 호수는 곧 “지진호” 라고 명명되었다. 이 강력 지진은 약 150만 km2 에 이르는 지역에서 사람들이 느낄수 있었고 Yellowstone National Park에서는 큰 지진동으로 새로운 간헐천이 분출을 시작할 정도 였다. USGS(US Geological Survey: 미국지질조사소)에서 이 지진의 지진파를 연구해서, 직경 약 50km, 깊이 약 240km에 이르는 거대한 배 모양의 마그마 집합체가 바로 Yellowstone National Park 지하에 있음을 발견했으나 지표에서 마그마 집합체의 정상까지의 깊이는 규명하지 못하였다. 지진의 P파 속도는 마그마 집합체에서 느려졌고, 중력과 자기는 매우 낮았으며, 전기 전도도는 높았다. 이 지역은 대륙의 다른 지역의 평균보다 20배나 더 높은 비율로 열을 방출하고 있었으며 이러한 사실은 뜨거운 마그마가 지하에 존재함을 시사하고 있는 것이다. 이 지하의 뜨거운 물질로 이루어진 마그마 집합체로 여겨지는 장소에서 발생한 압력이 헤브겐 호수 밑바닥의 암석을 깨고 지진을 일으킨 응력의 한 원인이 되었을 것이라고 USGS의 한 과학자들은 결론을 내렸다. |