[서울=뉴스핌] 이영기 기자 =지난주 토요일 새벽의 통가 해저화산 폭발은 지금까지와는 전혀 다른 쓰나미, 미국 미네소타의 순간적 기압 변화, 우주에서도 감지되는 강력한 대기중력파를 발생시켰다.

특히 대기중력파는 이번이 처음이라 전문가들조차 당혹해 하고 있다. 향후 이 파장으로 어떤 결과가 나타날지에 대한 궁금증도 높아지는 양상이다.

20일(현지시간) 로이터통신 등에 따르면 이날 페루의 페드로 카스티요 대통령은 수도 리마 벤타니야 해변의 기름 유출 현장을 방문한 후 국가기후비상사태를 선포했다. 카스티요 대통령은 "페루 해안에서 발생한 기름 유출은 가장 우려스러운 생태계의 재앙"이라며 정부가 직접 그 수습을 지휘하겠다고 밝혔다.

지난 15일 스페인 에너지 기업 렙솔의 유조선이 페루의 라 팜피야 정유공장에서 기름을 하역하던 중 1만㎞ 이상 떨어진 통가에서 폭발한 화산으로 인한 충격에 기름이 유출되는 사고가 난 것이다.

페루 정부에 따르면 피해 지역은 총 21개 해변으로, 육지 170만㎡(서울 여의도의 60%에 해당)와 바다 120만㎡(여의도 40%)에 달한다. 해변엔 검은 기름 띠와 함께 바다새 등 해양 동물의 사체도 발견됐다.

페루 정부는 렙솔이 "이 최악의 생태계 재앙"을 책임져야 한다고 주장하는 반면 렙솔의 라팜피야 정유소 대변인은 제때 쓰나미 경보를 발령하지 않은 페루 측에 책임을 떠넘겼다.

통가 화산폭발 영향으로 석유가 유출된 페루 해변 [사진=로이터 뉴스핌]

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◆ 기존과 전혀 다른 쓰나미

화산 폭발 영향을 자주 받는 일본도 쓰나미 경보 발령에서 실기했다. 통가 화산폭발 시간은 약 7900km 떨어져 있는 일본 시간으로는 오후 1시경이다. 재팬타임스에 따르면 일본 기상청은 당일 오후 7시 3분에 해수면의 작은 변화 외에는 영향이 없을 것이라고 발표했다.

하지만 5시간 뒤 인 16일 0시 15분 일반 기상청은 쓰나미 경보를 발령했다. 이미 20분 전에 일본 남부 아마미섬 부근에서는 쓰나미가 감지된 후였다. 일본 기상청은 쓰나미 높이를 최고 3m로 예상했지만 실제로는 아마미섬의 쓰나미 최고 높이는 1.2m이였다.

화산 활동과 쓰나미 분야에 일가견이 있는 일본도 쓰나미 발생의 시간과 높이를 예측하는데서 모두 실패했다. 일본 당국은 15일 오후 8시경부터 태평양 연안에서 조수 높이가 상승하는 것을 감지했지만, 당국이 예상한 것보다 2시간 30분이나 일찍 도착했다.

이는 일반적인 쓰나미 특성에 맞지 않았기 때문에 이것이 화산 폭발로 인한 것인지 판단할 수 없어 경보발령이 지연됐다는 것이 일본 당국의 설명이었다.

전문가들은 이번 쓰나미는 태풍처럼 급격한 기압 변화로 야기되는 '기상 쓰나미'로 보고 있다. 기상 쓰나미는 태풍과 같은 큰 기압 변화가 이동하는 속도가 파도 속도와 같을 때 공명이 일어나면서 에너지가 증폭하면서 발생한다. 대기를 타고 전파되기 때문에 지진 쓰나미보다 훨씬 빠르고 먼 곳까지 영향을 미칠 수 있다.

일본 도호쿠대학 재해과학국제연구소 이마무라 후미히코 소장은 "해수면이 움직이는 주기가 수 분 정도로 1시간 정도 지속하는 지진 쓰나미보다 짧았고 순간적인 기압 변화가 감지됐다"며 "이번은 기상 쓰나미로 봐야 한다"고 말했다.

일본 기상청 나요우키 하세가와 사무국장은 이번 쓰나미 경보 실패를 계기로 "쓰나미 경보 시스템 개선을 논의하기 위해 전문가 패널을 구성하겠다"고 말했다.

페루, 알래스카 등에서 감지된 쓰나미도 이런 종류였을 것으로 추정된다. 또 이같은 기압 변화는 지구 반대편에 있는 미국 미네소타에서도 몇 시간에 걸쳐 포착됐다.

미네소타 헤네핀 카운티의 위기관리사무소 관계자는 "통가 화산 폭발은 지구 반대편인 여기까지 기압 변화를 초래했다"며 해당 그래프를 트위터에 올렸다.

미네소타 기상청의 기상학자 타일러 하센스타인은 이 그래프를 보고 "이 정도의 계측 변화를 가져오려면 매우 강한 기상체계 변화가 있어야만 가능하다"고 설명했다.

화산재로 뒤덮힌 통가 노무카 섬의 전경 [사진=로이터 뉴스핌]

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◆ 지구 몇 바퀴 도는 대기중력파 검출은 처음

통가 화산 폭발 후 사흘 뒤 네이쳐(Nature)는 "인공위성 자료가 이번 폭발에서 이상한 패턴의 대기중력파장을 보여줬다"며 "이는 과학자들을 당혹케 하고 있다"고 보도했다. 화산 폭발 몇 시간 후에 상공에서 엄청난 충격파가 발생했지만 이는 전례가 없는 일이라 과학자들이 이를 이해하기 위해 골몰하고 있다는 것이다.

미국 항공우주국(NASA)의 해양관측위성(AIRS)에 탑재된 대기적외선탐지기(Atmospheric Infrared Sounder)가 측정한 데이터를 받아 이를 이미지화한 독일 율리히 슈퍼컴퓨터센터의 라스 호프만 박사는 "정말로 특이한 현상으로 이런 데이터를 본적이 없다"고 놀라워했다.

속도가 빠른 이 파장은 동심원 수십 개가 대기권에서 퍼지며 1만6000km이상 뻗어 나갔다. 그러면서 이 파장은 바다 표면과 전리층(이온화되어 있는 대기층, 지상 100km 이상)까지 도달하면서 지구를 몇 바퀴나 돌았을 것으로 추정된다. 특히 대기중력파는 수평적인 충격이 아니라 공기의 수직적 충격으로 발생한다는 점에서 더욱 의문점을 더해 준다는 것이 전문가의 지적이다.

코윈 라이트 영국 배스대 대기물리학 교수는 "2002년 관측이 시작된 후로 여러 화산 폭발이 있었지만 이런 중력파가 관측된 적은 없었다"면서 "물리적으로 어떤 일이 일어나고 있는 것이 틀림없지만 현재로선 알 수가 없다"고 말했다.

현재로서는 화산 폭발 이후 상층 대기에 형성된 뜨겁고 거대한 화산 가스 덩어리가 성층권으로 급속히 상승하면서 강한 파동을 일으켰을 것으로 추정될 뿐이다. 영국 옥스포드대학 기상학자 스카 오스프레이도 대기중력파장이 발생한 것은 통가 화산의 폭발 속도가 다른 어떤 화산보다도 빨랐다는 점을 주목하고 있다.

문제는 이 대기중력파장의 여파다. 아무도 앞으로 그 영향이 어떤 형식으로 나타날지 모르기 때문이다. 오스프레이는 "화산 폭발은 순간이지만 그 여파는 장기적일 수 있다"며 "멀리 떨어져 있는 유럽의 기상 패턴도 바뀔 수 있어 이에 대해 예의주시하고 있다"고 말했다. 일본 기상청도 "전문가들과 함께 통가 화산 폭발과 장기적 영향도 분석하겠다"고 밝혔다.

통가 해저 화산이 분출할 당시 화산가스와 화산재가 만든 구름이 19.2km 높이까지 치솟았다. NASA에 따르면 이번 화산 폭발의 위력은 TNT폭약 기준 약 1만kt으로 히로시마 원폭의 500배 이상이다.

지난 1991년에 폭발한 필리핀 피나투보 화산은 아황산가스 2000만t을 내뿜어 지구의 평균기온을 3년간 0.5도 떨어뜨렸다. 1883년 인도네시아 크라카타우 화산 폭발은 평균기온을 5년간 1.2도 떨어뜨린 바 있다.

반면 이번 통가 화산 폭발은 10분 내외의 짧은 시간에 이뤄졌고 아황산가스 분출량도 약 40만t 정도로 파악돼 전통적인 접근법으로 보면 기후에는 영향을 미치지 않을 전망이다.

하지만 대기중력파장의 영향이 어떨지는 아직 남아있는 것이다.

통가 화산의 후속 폭발도 우려되고 있다. 뉴질랜드 오클랜드대학 화산전문가 세인 크로닌은 "더 큰 폭발을 가져오는 대량의 마그마가 분출될 가능성이 있기 때문에 지반에서 귀를 땔 수가 없다"고 말했다. 그러면서 그는 "그나마 남은 마그마가 소량이기를 빌어볼 뿐"이라고 덧붙였다.

미 항공우주국(NASA)의 해양 관측 위성(AIRS)에 탑재된 대기적외선탐지기(Atmospheric Infrared Sounder)가 측정한 통가 화산폭발의 대기중력파 이미지 [자료=율리히 슈퍼컴퓨터센터. 라스 호프만]

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