"향후 북한 핵실험, 백두산 화산폭발 일으킬수도"

연세대 홍태경 교수팀, 1∼3차 핵실험 실측자료 토대로 예측
"핵실험이 백두산 지역에 미치는 영향 측정한 첫 연구"

"북한 김정은의 지하 핵실험이 백두산 화산폭발을 촉발할 수 있다는 국내 연구진의 예측이 나왔다."고 연합뉴스가 보도했다. 본보도 백두산 폭발이 미치는 영향에 대해 기획보도한 적이 있지만 핵실험이 화산폭발에 미치는 영향은 이번 연합뉴스 보도가 국내최초다.  보도에 따르면, 연세대 홍태경 지구시스템과학과 교수 연구팀은 17일 '북한 핵실험에 따른 백두산 화산의 지진동과 동적 응력변화 예측'이라는 논문에서 북한이 더 큰 규모의 핵실험을 진행하면 백두산 화산이 이에 반응할 가능성이 있는 것으로 나타났다고 밝혔다. 연구팀은 북한이 2006년, 2009년, 2013년 3차례 진행한 핵실험 당시 실측 자료를 이용해 규모 5.0∼7.6의 가상 인공지진 파형, 지진에 따른 흔들림을 나타내는 지진동, 지진파 진행 방향으로 지각에 가해지는 압력인 응력 변화 예측치를 도출했다.

이런 가상 수치를 산출하는 가장 쉬운 방법은 원 수치와 지각 구조를 입력하는 모델링이지만, 백두산 일대 지각 구조를 알 방법이 없어 신뢰성이 의심되었었다. 그러나 연구팀은 지각 구조를 변수에서 배제하는 대신 2차 핵실험 실측 자료를 토대로 3차 핵실험의 지진동 등 수치를 가상으로 산출하고, 이를 3차 핵실험 당시 실제 측정된 수치와 비교해 만족할 만한 신뢰도를 얻어냈다고 밝혔다. 그 결과 향후 규모 7.0의 인공지진을 일으키는 핵실험이 진행되면 백두산 마그마방 내에 최대 120㎪(킬로파스칼)의 동적 응력변화가 발생하는 것으로 나타났다.

연구팀은 과거 북한 핵실험으로 인한 인공지진 규모를 2006년 4.3, 2009년 4.7, 2013년 5.1으로 봤다. 지진파로 마그마방 내 응력변화가 유도되고, 그에 따라 마그마 상승을 유발하는 기포가 형성돼 화산 분화가 촉발되는 현상은 관련 학계에서는 이미 잘 알려져 있다. 기포 형성은 1㎫(메가파스칼=1천㎪) 이하의 응력변화에서도 가능한데, 북한 핵실험은 수백㎪에 이르는 응력변화를 발생시킬 수 있어 백두산 화산 분화를 촉발할 우려가 있다고 연구진은 지적했다. 함경북도 길주군 풍계리의 북한 핵실험장과 백두산 간 거리는 116㎞다. 이는 중규모 이상 지진이 충분히 영향을 미칠 수 있는 거리라고 연구진은 설명했다.

백두산은 과거부터 여러 차례 분화했으며 마지막으로 분화한 때는 1903년이다. 2002년부터 2005년까지는 상태가 다소 불안정했고, 지금도 맨틀에서 올라온 가스가 측정되거나 화산 열기로 고사목이 많은 등 활화산의 특성을 여전히 보이고 있다. 홍 교수는 "1∼3차 핵실험 실측 자료를 이용해 정확한 지진동 값을 예상하고 미래에 더 큰 규모의 핵실험이 발생했을 때 값을 추정한 것"이라며 "핵실험이 백두산 지역에 미치는 영향을 과학적으로 정확히 측정한 최초 연구"라고 말했다. 이 연구 결과는 세계적 과학 학술지 네이처(Nature)의 자매지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 17일자 온라인판에 실렸다.

권병찬 기자