홍태경 교수팀, 북한 핵실험에 의한 백두산 분화 촉발 가능성 제기

‘사이언티픽 리포트’에 논문 게재

북한의 수소핵폭탄 실험 가능성이 제기되고 있는 가운데 4차 핵실험으로 북한 핵실험에 대한 우려가 증폭되고 있다. 이런 가운데 홍태경 교수(지구시스템과학과) 연구팀은 북한 핵실험이 백두산 화산에 미치는 영향을 분석한 연구 논문을 발표했다. 북한 핵실험에 따른 지진파가 백두산의 화산분출 가능성을 높일 수 있다는 사실을 최초로 규명한 것이다.

인근에서 발생한 지진에 의해 화산 분화가 촉발되는 현상은 널리 알려져 있다. 지진파에 의해 마그마방 내 응력변화가 유도되고, 마그마방 내 구조와 마그마 충진 정도에 따라 마그마 상승을 유발하는 기포형성이 화산 분화 촉발의 메커니즘으로 설명되고 있다.

연구팀은 북한의 1~3차 핵실험 자료를 활용해 과거 구 소련 및 미국 등에서 보편적으로 행해졌던 핵실험 크기를 감안해 향후 보다 더 큰(규모 5.0~7.6) 핵실험 수행시 백두산 지표와 마그마방 내에서 예상되는 지진동 크기와 응력(압력)변화량 값을 계산했다.

그림 1 북한 핵실험 크기에 따라 백두산 지표에 유도되는 지진동 크기

그림 2 규모 7.0 핵실험으로부터 발생한 지진파에 의해 유도되는 응력량

연구팀은 핵실험 규모가 증가함에 따라 최대 지반 가속도와 최대 지반 속도 모두 선형적으로 증가함을 밝혔다. 특히 규모 7.0 에 해당하는 핵실험 시 마그마방 내에 최대 120킬로파스칼(kPa)에 해당하는 응력 변화가 유도되며, 마그마방 내 매질 구조와 마그마 충진 정도에 따라 화산분화를 유발할 수 있을 것으로 추정되었다.

이 연구는 백두산 화산 분화에 미치는 북한 핵실험의 영향을 밝히는 최초의 연구이며, 마그마방의 상태에 따라 백두산 화산이 북한 핵실험에 민감하게 반응할 수 있음을 시사한다. 본 연구결과는 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 2월 17일자 온라인판에 게재되었다.