사쿠라지마 화산 폭발
2022년 7월 24일 규슈 남쪽에 위치한 사쿠라지마 화산이 폭발했다. 화산재는 상공 2.2킬로까지 도달하는 일본 정부는 폭발 경보를 최고 단계로 격상하고 주민에게 긴급 대피령을 내렸다. 큐슈 지역은 한국과 가까울 뿐만 아니라 과거 화산 폭발 규모가 큰 화산이 밀집하고 분화 빈도도 꽤 많은 편으로 2010년 이후에도 몇 차례 폭발한 이력이 있다. 그렇다면”우리 나라는 화산 폭발에서 어떤 영향을 받을 수 있는지”라는 의문이 생겼다. 이런 생각을 한 당시 영화”백두산”가 공개됐다. 물론 영화는 못 봤었는데, 그 이전부터 백두산이 폭발할지에 대해서 주제를 다룬 언론에 자주 접했다. 백두산 화산 폭발의 전조 현상을 연구한 여러 논문을 보면 다음과 같다.백두산 부근에서 지진 활동, 지진 규모의 증가 화산 가스에 의한 수목 타카 사고 온천의 수온 증가 칼데라 호 주변 지형의 팽창 천지 지하에서 마그마 방 발견, 그러나 만약 백두산이 폭발했다고 해도 한국은 큰 피해를 받지 않을 가능성이 높다. 우선 화산이 한국에서 멀리 있거나 피해가 나면 화산재가 원인이다. 화산재 확산 경로에 대한 연구를 조사하면 백두산에서 분화한 화산재가 한반도로 직접 유입하는 경우는 드물었다. 하지만 화산재는 1000km이상 확산될 가능성이 있어 탄보라 화산 분화(1815)의 사례에서 화산재가 인도네시아에서 유럽까지 이동했다는 연구가 있어 한국도 안심할 수 없다고 생각된다.
Selected 29 volcanoes of high-risk groups. 자료: 김성욱 외, 2016, <한반도 주변 화산 분포: 국내 영향 가능성을 중심으로>, <한국환경과학회지>, 25(9): 1317주.Google Map을 이용하여 재구성. VEI에 의한 마크 컬러. 4: 노랑, 5: 오렌지, 6: 홍, 7: 빨강 검정.
위 그림은 김성욱 등(2016)의 연구로 선정한 위험화산 29개 위치이다. 과거 분화 이력을 보면 백두산과 규슈 지역에 위치한 화산이 VEI 7 이상이었다. 규슈 지역에서 한국까지의 거리는 1000km 이내에 있기 때문에 화산 폭발로 인한 피해는 항상 염두에 두어야 한다.여기서 화산분화지수(Volcanic Explosivity IndexVEI)는 화산분화 정도를 측정하는 지수다. 일반적으로 화산분화지수는 강도에 따라 9단계로 구분된다. 각 단계는 화산 분출물의 양에 따라 결정되며, 단계가 올라갈 때마다 화산 분출물은 지수적으로 증가한다.
VEI(화산 폭발성 지수)VEI붕괴 체적 플룸 고주파 스토라토스프의 설명 주입 예 0<0.00001km²<0.1kmconstantnoneKilauea1>0.00001km² 0.1~1kmdailononeStromboli2>0.001km² 1~5km² weeklynoneSinabung(2002)3>0.01km² 3~15km² weeklynoneSoufriereHills(1995)4>0.1km² 10~25km² 1yarddefiniteEyjafallajajöllllllllll(2010)2010)2010 Helens(1980)6>10km→ 30km→ 100년 주요 Pinatubo(1991)7>100km→ 40km→ 1000년 주요 Tambora(1815)8>1000km→ 50km→ 10000년 주요 황스(640,000)BP)자료:이순환, 장은숙, 이현미, 2012,”백두산 분화 강도에 따른 화산재 확산 사례 분석”,”한국지구과학회지”, 33(3):283
VEI(화산 폭발성 지수) VEI 붕괴 체적 플룸 고주파 스트라톱 설명 주입 예 0 < 0.001 km² < 0.1 km constant none Kilauea 1> 0.001 km² 0.1 ~ 1 km dailonone Stromboli 2> 0.001 km² 1 ~ 5 km² weekly none Sinabung (2002) 3> 0.01 km² 3 ~ 15 km² Weekly none Soufriere Hills (1995) 4> 0.1 km² 10 ~ 25 km² 1 yard finitefinite→50km→10000年重要黄石(640,000)BP) 자료: 이순환, 장은숙, 이현미, 2012, “백두산 분화 강도에 따른 화산재 확산 사례 분석”, 「한국지구과학회지」, 33(3): 283
화산 폭발이 농업에 미치는 영향: 해외 사례
세인트헬렌스 화산(1980;VEI5) 1980년 5월 18일 워싱턴 주 남서쪽에 위치한 세인트헬렌스 화산이 폭발했다. 이 분화로 워싱턴 주에 헥타르당 300t의 화산재가 뿌려졌는데 주 전체 면적의 49%가 화산재로 뒤덮였고 29%는 화산재 두께가 3mm 이상이었다.압축되지 않은 회분의 깊이화산재가 식물에 미치는 영향으로는(1)화산재의 무게로 인한 농작물의 쓰러지고(2)식물의 광합성 방해(3)화산재에 의한 염해(4)식물 표면 온도 하락(5)수분 퍼텐셜의 저하 등이 있다. 또 잎이나 과실의 표면에 달라붙어 떨어지지 않기. 이에 따른 워싱턴 주의 과실의 대다수가 상품성을 잃었다.토양 위에 퇴적된 화산재는 기존의 토양에 스며드는 않고 표 토층의 위에 쌓이게 된다. 화산재는 토양보다 반사율이 높아 일반 토양은 복사열의 15~20%를 반사하는 반면, 화산재는 40~60%를 반사한다. 5월 하순에 퇴적한 화산재의 2~3cm이하로 측정한 낮 최고 온도는 인접한 토양보다 6~10℃ 낮았다. 이 때문에 봄에 심은 온대성 작물(옥수수, 콩 등)은 화산재가 제거되는 토양 온도가 올라가기까지 성장이 멎었다. 또 화산재는 토양보다 물에 대한 투과성이 낮은 빗물의 지표 유출(Runoff)가 증가하고 홍수가 발생할 수 있고 침식 작용은 더욱 활발해진다.화산재의 강한 연마성은 기계의 마모를 가속하고 농가 경영비를 증가시키고 곤충에 특히 치명적이다. 곤충의 왁스층은 두께 0.25μm에 불과하고 화산재에 의해서 손상되기 쉽다. 화산재는 해충(콜로라도 감자 잎벌레, 메뚜기 등)뿐만 아니라, 익충(꿀벌, 기생벌, 말벌 등)의 개체 수를 대폭 감소시켰다. 특히 꿀벌처럼 이동성이 높고 체모가 많은 곤충 정도로 화산재에 의한 민감했다. 꿀벌의 감소로 인한 손실은 약 100만달러로 추산된다. 루아페후 화산(1995-1996;VEI3)루아페후 화산은 뉴질랜드 북도에 위치하고 1995년 10월과 1996년 6월에 분화했다. 최초의 분화에서는 40,000,000m,, 2번째 분화에서는 10,000,000m의의 화산재가 분출했다. 분화구와 가까운 지역은 10㎜, 먼 지역은 1~3㎜의 화산재가 쌓였다. 전돌 토헤렝스의 경우와 달리 루아페후에서는 가축이 사망하기도 했지만, 화산재에 포함된 화산 가스가 그 원인이었다.루아페후 화산 폭발은 유황 성분이 세인트 헬렌스의 경우보다 5-36배, 수용성 유황은 4-13배 많았다. 황(Sulfur)는 토양의 pH를 낮추거나 산성비를 유발하는 원인이 되지만 화산 분출 날에 따른 화산재의 pH는 1995년 10월 11일 10월 14일 1996년 6월 17일 각각 4.1-4.2,4.5-4.6,3.6-4.0이었다. 화산재에 포함되는 유황은 토양의 pH를 0.2~0.3정도 낮춘다고 예측했다.1995년과 1996년 루아페프 화산재 퇴적신연악 화산(2011;VEI3) 신연악 화산은 규슈 지역에 위치한 화산으로 2011년 1월 분화했다. 이 분화로 가장 많은 피해를 입은 미야자키현은 일본 최대 축산기지 중 하나로 2008년 농업생산액은 3,246억엔이다. 이 중 41%는 재배업, 48%는 축산업이다.2011년 신연악 화산재 퇴적신연악 화산 폭발로 인한 농업 피해액은 농업 생산 손실과 농경지 피해로 구분하였으며, 피해액은 총 12.04억엔으로 추산되었다.신연악 화산 폭발로 인한 농업 피해액은 농업 생산 손실과 농경지 피해로 구분하였으며, 피해액은 총 12.04억엔으로 추산되었다.노지 재배의 경우, 화산재에 의해서 농작물의 질과 생산량이 하락하고 토양이 산성화되고 비옥도가 낮아질 수 있다. 그러므로 우선적으로 화산재를 제거하는 일이 중요했다. JA에 따르면 감자 농가 중에서 화산재를 빨리 제거한 경우는 약 10%, 그렇지 않은 경우는 3~50%의 손실이 발생했다. 하지만 농업 생산에 투입돼야 하는 노동력이 화산재 복구 작업에 투입되어 농작물의 품질 하락 및 생산량 하락으로 이어졌다.시설 재배는 화산재에 의한 일사량 감소, 시설물 파손 등의 피해가 발생했다. 축산업은 가축을 실내에서 사육하는 사료와 식수가 오염되지 않았기 때문에 화산재에 직접적인 영향은 미미했다. 다만 사료 작물의 작황 부진으로 사료 가격이 상승하는 생산 비용이 증가했다.화산재는 농업의 전 영역에서 상당한 비용을 일으킬 가능성이 있다. 재배의 경우, 농작물 품질 하락 및 수확량 감소, 지표 유출(Runoff)에 의한 홍수 및 농지 침식, 시설 훼손, 토양 산성화 및 비옥도 저하 등이 있는 축산업의 경우, 축사 파손 및 가축 폐사 등이 있다. 꿀벌 등 화분 매개 곤충의 죽음은 식물의 수분율이 낮아지고 추가 비용을 발생시킨다. 농업 기계의 경우 내구 수명 단축 및 장비 고장 등의 운용상의 문제가 발생할 수 있다. 도로에 쌓인 화산재는 물류 이동을 제한하고 운송 비용을 증가시킨다. 또 농업에 쓰여야 할 자원이 화산재의 복구 작업에 투입되어 생산성을 저하시킬 수 있다.화산 폭발로 한국이 피해를 받을 가능성은 그리 높지 않다. 그러나 한번 위기 상황이 닥쳤을 때 미리 대비하지 않으면 막대한 피해를 받을 수 있다는 것은 자명한 사실이다. 특히 농산업은 화산재에 매우 취약하고 농 식품은 사람들이 생존하기 위해서 필수적인 재화이므로 더욱 관심을 가지고 봐야 한다고 생각한다. *저는 화산과 관련한 전공자는 아니다, 문장이나 논리 전개에 잘못이 있을지도 모릅니다.노지 재배의 경우 화산재로 인해 농작물의 질과 생산량이 하락하고 토양이 산성화되어 비옥도가 낮아질 우려가 있다. 따라서 우선적으로 화산재를 제거하는 것이 중요했다. JA에 따르면 감자 농가 중 화산재를 빨리 제거한 경우는 약 10%, 그렇지 않은 경우는 3~50%의 손실이 발생했다. 하지만 농업 생산에 투입돼야 할 노동력이 화산재 복구 작업에 투입되면서 농작물 품질 하락 및 생산량 하락으로 이어졌다.시설 재배는 화산재로 인한 일사량 감소, 시설물 파손 등의 피해가 발생하였다. 축산업은 가축을 실내에서 사육하여 사료나 식수가 오염되지 않았기 때문에 화산재에 의한 직접적인 영향은 미미하였다. 다만 사료 작물의 작황 부진으로 사료 가격이 상승하면서 생산 비용이 증가했다.화산재는 농업의 전 영역에서 상당한 비용을 야기할 수 있다. 재배업의 경우 농작물 품질 하락 및 수확량 감소, 지표 유출(Runoff)에 의한 홍수 및 농지 침식, 시설 파손, 토양 산성화 및 비옥도 저하 등이 있으며 축산업의 경우 축사 파손 및 가축 폐사 등이 있다. 꿀벌 등 화분 매개 곤충의 죽음은 식물의 수분율을 낮추고 추가 비용을 발생시킨다. 농기계의 경우 내구수명 단축 및 장비 고장 등으로 운용상의 문제가 발생할 수 있다. 도로에 쌓인 화산재는 물류 이동을 제한해 운송 비용을 증가시킨다. 또한 농업에 사용되어야 할 자원이 화산재 복구 작업에 투입되어 생산성을 저하시킬 수 있다.화산 폭발로 한국이 피해를 볼 가능성은 그리 높지 않다. 그러나 한 차례 위기 상황이 닥쳤을 때 미리 대비하지 않으면 막대한 피해를 입을 수 있다는 것은 자명한 사실이다. 특히 농산업은 화산재에 매우 취약하고 농식품은 사람들이 생존하기 위해 필수적인 재화이기 때문에 더욱 관심을 가지고 봐야 한다고 생각한다. * 나는 화산과 관련된 전공자가 아니기 때문에 글이나 논리 전개에 오류가 있을 수 있습니다.