화산이란?

화산이란?

■ 화산과 마그마

우리가 지금 살고 있는 지구의 표면은 차갑거나 따뜻한 정도이지만 땅 깊숙한 곳은 매우 뜨겁습니다. 따라서 지표면에서 80~160km의 깊이에는 땅속에 있는 암석이 녹아 ‘마그마’가 생성됩니다. 마그마에는 수증기나 이산화탄소, 이산화황 등 기체가 많이 들어 있어 암석보다 가볍습니다. 따라서 마그마는 지표면을 향해 서서히 올라옵니다. 그러면서 주변에 있는 암석을 녹이고, 땅속 3km 정도 깊이에 마그마가 커다랗게 고여 있게 됩니다. 마그마 안에는 여러 가지 가스가 많이 포함되어 있고, 단단한 암석이 누르고 있기 때문에 높은 압력을 받고 있습니다. 따라서 마그마는 그 압력에 의해 분출하듯 땅 밖으로 나오게 됩니다. 이렇게 마그마가 밖으로 나오면 기체는 빠져나가고 ‘용암’이 됩니다. 온도가 1100℃가 넘는 뜨거운 용암은 바깥의 찬 공기를 만나 식어서 커다란 산을 만듭니다. 꿀처럼 끈적끈적한 용암은 멀리 가지 못하여 뾰족하고 높은 화산이 되고 물처럼 잘 퍼지는 용암은 멀리 퍼져나가 비교적 완만한 화산이 됩니다.

▲ 화산과 마그마(출처: 에듀넷)

화산 분출물

용암은 땅 속에 녹아 있던 마그마가 지표면의 약한 틈을 뚫고 분출하여 녹아 있는 상태로 있는 것입니다. 검붉은 색을 띄며 용암의 온도는 화학 조성과 가스의 함량에 따라 다르지만 보통 800℃에서 1200℃ 정도로 매우 뜨겁습니다. 용암은 점성에 따라 차이가 있지만 40km 이상을 흐릅니다.

‘화산 가스’는 화산이 분출할 때 나오는 기체 상태의 분출물을 말합니다. 화산 분출물은 주로 수증기로 구성되어 있으며, 그 외에 이산화탄소, 질소, 아황산 가스, 수소, 일산화탄소, 황, 염소 등이 포함되어 있습니다. 수증기의 대부분은 화산체나 그 기반암 속에 있던 물이 수증기로 변한 것이며, 가스 속에 포함되어 있던 산소와 수소 성분이 분출할 때 합성되어서 물이 된 경우도 있습니다. 

‘화산 쇄설물’은 화산의 폭발에 의해 방출된 크고 작은 암석 조각을 말합니다. 알갱이의 크기에 따라 화산 암괴, 화산력, 화산재, 화산진 등으로 나눕니다. 알갱이의 크기가 작은 화산재와 화산진은 오랫동안 대기에 머무르면서 지구로 들어오는 태양 에너지의 양에 영향을 끼쳐 기후 변화를 일으키기도 합니다. 

그 밖에 크기가 64mm 이상의 모가 난 것을 ‘화산암괴’라고 하고, 64mm 이상의 둥근 것은 ‘화산탄’이라고 합니다. 또 크기가 2~64mm인 것을 ‘화산력’, 1/16mm~2mm의 ‘화산재’, 1/16mm 미만의 ‘화산진’ 등이 화산 분출물에 속합니다.

■ 화산 활동으로 생긴 지형들

지구 내부의 에너지는 끊임없이 지진이나 화산 활동을 통해 지표 밖으로 나오는데 이렇게 분출되는 화산 활동은 많은 지형들을 형성하게 됩니다. 이러한 지형의 모양은 분출되는 마그마의 종류와 용암과 화산 쇄설물의 상대적 비율에 따라 다릅니다. 

순상 화산

현무암질 용암은 점성이 작아 유동성이 큽니다. 이 유동성이 큰 현무암질 용암이 하나의 화구를 통해 조용히 분출을 하여 흘러넘칠 때 경사가 극히 완만한 순상 화산이 형성됩니다. 이러한 화산은 방패 모양으로 생겨서 순상(盾狀) 화산이라고 부르며, 지구상의 대형 화산의 상당수는 이 형태를 따릅니다. 제주도의 한라산은 오랜 기간에 걸쳐 수십 회의 분화에 의해 용암류가 흘러내려 극히 완만한 경사를 이룬 대표적인 순상 화산입니다.

▲ 순상 화산(한라산)(출처: 에듀넷)

종상 화산

화산 활동의 거의 끝날 무렵에 화산 밑에 저장된 가스의 압력에 의해 점성이 큰 용암이 저온의 상태에서 화구 위로 천천히 밀려올라갈 때 형성되는 화산입니다. 이때 화구에서 밀려 나온 용암류가 화구에서 멀리 흘러내리지 못하고 화구를 메우거나 돔 모양으로 화산체를 형성하기 때문에 사면 경사가 급하고 화구가 없는 것이 특징입니다. 폭발 분화가 일어나면 정상에 화구가 생기기도 합니다. 용암 원정구라고도 하는 종상(鐘狀) 화산은 제주도의 산방산이 대표적이고 울릉도는 섬 전체가 종상 화산체입니다.

▲ 종상 화산(산방산)(출처: 에듀넷)

암설구

유문암질 및 안산암질 화산은 다량의 화산 쇄설물을 분출합니다. 화산 쇄설물이 소나기처럼 쏟아지면 화구를 중심으로 쌓여 원뿔형으로 생성된 것을 암설구라고 합니다. 암설구의 경사는 화산 쇄설물의 크기에 다라 달라지는데 화산 쇄설물의 입자가 작을 경우 경사가 완만해집니다. 화구에서 멀어질수록 화산 쇄설물의 양이 적어지기 때문에 암설구 기저 가까이의 경사는 완만해집니다. 제주도의 기생 화산들이 여기에 속합니다.

▲ 제주도의 기생 화산(출처: 에듀넷)

성층 화산

분출 시간이 긴 안산암질의 거대한 화산들은 용암과 화산 쇄설물을 교대로 분출시킵니다. 점성이 큰 용암과 화산 쇄설물이 교대로 쌓이면서 점차 큰 화산체를 이루는 성층 화산이 형성됩니다. 대표적으로 필리핀의 마욘 화산, 일본의 후지 산, 인도네시아 자바의 므라피 산이 있습니다.

▲ 성층 화산(필리핀 마욘 화산)(출처: 에듀넷)

칼데라 - 칼데라호

성층 화산과 순상 화산의 정상에 분화구가 아닌 거대한 분지가 형성되는데 이것이 칼데라입니다. 이것은 화산체의 중심부 또는 화산이 폭발된 가까운 지역에 원형의 웅덩이처럼 함몰되어 생기는 것입니다. 다량의 용암과 화산 쇄설물의 방출로 마그마가 빠져나간 자리에 상부의 암석이 수직으로 침강하여 형성됩니다. 분화구의 직경은 대개 1km를 넘지 않지만 칼데라는 수십 km에 달하는 것도 있습니다. 오레곤 주의 크레이터 호는 6600년 전의 거대한 화산 쇄설물 분출 후에 생성된 직경 8km에 달하는 원형 칼데라입니다. 이 칼데라에 물이 고이면 칼데라호가 생깁니다. 

▲ 칼데라 / 미국 오레건의 칼데라호(출처: 에듀넷)

용암 대지 - 용암 동굴

유동성이 큰 현무암질 용암이 완만한 경사를 따라 먼 거리까지 흘러내려가면서 넓고 평탄한 대지를 형성하는데 이것이 ‘용암 대지’입니다. 이러한 용암은 흘러들어갈 때 표면에 비해 내부가 빨리 응고되지 않기 때문에 터널 모양의 빈 공간이 만들어지기도 합니다. 이것을 ‘용암 동굴’이라고 하며 제주도에 있는 만장굴, 쌍용굴이 대표적인 용암 동굴입니다. 

▲ 용암 대지 - 용암 동굴(호주 퀸즐랜드 / 하와이 화산국립공원)(출처: 에듀넷)

■ 세계의 화산

미국, 세인트헬렌스 화산

북아메리카 태평양 연안 남부 지역에서 가장 젊고 활동이 활발한 활화산 중 하나인 세인트헬렌스 화산은 미국 화산 폭발 역사상 최악으로 기록된 1980년 5월 18일 폭발로 세계 최대의 산사태가 일어나 계곡과 강을 메우고 596km2에 달하는 삼림을 불태웠습니다. 오늘날 세인트헬렌스 화산은 잿더미에서 소생해 국가 기념지로 보존되고 있으며, 관광객들에게 개방되어 있습니다. 1980년 이후 2004년 10월 1일에 최대 규모의 화산 폭발이 있었으며, 희미한 회색 증기와 재가 24분 동안 하늘로 뿜어져 나왔습니다.

▲ 세인트헬렌스 화산(출처: 에듀넷)

일본, 후지 산

일본 최고봉으로, 현무암으로 이루어진 원뿔형의 성층 화산입니다. 화산체 자체가 높고 밑면은 지름이 35∼40km에 달합니다. 후지 산의 용암은 유동성이 많아 아오키 평원과 같은 넓은 용암류, 용암 터널 등을 형성하였습니다. 역사 시대의 화산 활동으로는 781년부터 1707년까지 10여 차례의 기록이 있는데 그 중에서 800년, 864년, 1707년의 분화가 특히 유명합니다. 예로부터 일본 제일의 명산으로 신앙의 대상이 되어 왔습니다. 현재는 후지하코네이즈 국립 공원의 대표적 관광지로, 전 지역이 특별 명승지로 지정되어 있습니다. 2013년에는 유네스코 지정 세계 자연 유산으로도 등재되었습니다.

▲ 후지 산(출처: 에듀넷)

인도, 데칸 고원

인도의 남부에 있는 인도 반도 대부분을 차지하는 삼각형의 고원으로 백악기 이후의 현무암 분출과 이에 뒤이은 지괴 운동에 의해 만들어진 곳입니다. 데칸이라는 이름은 남쪽이라는 뜻으로 인도 반도에서 나르마다 강 남쪽 전부를 가리키는 말로 쓰기도 합니다. 데칸 고원의 높이는 약 600m입니다. 현무암의 분출로 반도의 북서부에는 50만km2에 이르는 광대한 용암 대지 데칸 트랩이 형성되었으며, 그 표면은 풍화 작용을 받아 흑색 면화토인 레구르입니다. 또 지괴 운동으로 서쪽이 높고 동쪽이 낮은 지형을 이루어, 대부분의 하천은 서고츠 산맥에서 시작하여 동쪽으로 흐르고 벵골 만으로 흘러듭니다. 

▲ 데칸 고원 속 아잔타, 엘로라 석굴(출처: 에듀넷)

[자료출처: 에듀넷]