본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)
통가 화산이 사상 가장 높은 연기 기둥을 기록했다고 새로운 연구는 확인했다.
[2022년 11월4일 = ENN] 옥스퍼드 대학 연구원들이 주도한 새로운 분석에 따르면 2022년 1월의 파괴적인 훙가 통가(Hunga Tonga) 분화가 지금까지 기록된 가장 높은 화산 기둥을 생성했다. 이번 연구는 사이언스 저널에 게재됐다.
57km 높이(35마일)에서 분화 때문에 생성된 화산재 구름은 유성과 더 일반적으로 관련된 대기층인 중간권에서 처음으로 관찰되었다.
종전 기록 보유자였던 1991년 필리핀 피나투보 화산 폭발로 인해 40km 높이로 기록된 기둥은 당시 통가 상공에서 촬영한 것과 같은 정확한 위성 이미지가 없었다.
통가 폭발은 이 나라의 본섬에서 약 65km 떨어진 해저에서 일어났고, 러시아, 미국, 칠레와 같이 멀리 떨어진 곳에서 느껴지는 쓰나미를 일으켰다. 이 파도는 1만km 떨어진 페루에서 2명을 포함해 6명의 목숨을 앗아갔다.
‘화산 기둥이 중간권((지상 50~80㎞ 사이의 지구 대기층)에 도달하는 것을 기록한 것은 이번이 처음이다. 1800년대의 크라카타우도 그랬을지 모르지만 우리는 그것을 확인할 만큼 충분히 자세히 보지 못했다.'
옥스퍼드 대학과 과학 기술 시설 위원회의 RAL 우주 시설의 국립 지구 관측 센터 선임 과학자인 사이먼 프라우드(Simon Proud) 박사는 말했다.
일반적으로 화산 기둥의 높이는 꼭대기 온도를 측정하고 다양한 고도에서 발견되는 표준 기온과 비교하여 추정할 수 있다.
이는 지구 대기의 가장 낮은 층인 대류권에서 고도가 높아질수록 온도가 낮아지기 때문이다. 그러나 분출이 너무 크면 연기가 대기의 더 높은 층을 관통하면 고도에 따라 기온이 다시 상승하기 시작하기 때문에 이 방법은 신뢰할 수 없게 된다.
이 문제를 극복하기 위해 연구진은 '시차 효과'라는 현상을 기반으로 한 기술을 개발했다. 이 효과는 오른쪽 눈을 감고 엄지손가락을 위로 올린 상태에서 한 손을 내밀어 볼 수 있다.
눈을 바꿔 왼쪽은 감고 오른쪽을 뜨면, 엄지손가락이 배경에 대해 약간 이동하는 것처럼 보인다. 이 명백한 위치 변화를 측정하고 이를 알려진 눈 사이의 거리와 결합하면 눈과 엄지 사이의 거리를 계산할 수 있다.
통가 화산의 위치는 우주에서 36,000km 떨어진 3개의 정지 기상 위성에 의해 덮여 있으므로 연구원들은 이들이 캡처한 항공 이미지에 시차 효과를 적용할 수 있었다.
결정적으로, 분화 자체 동안 위성은 10분마다 이미지를 기록하여 연기 궤적의 급격한 변화를 문서화할 수 있었다.
30년 전, 피나투보가 폭발했을 때, 우리의 인공위성들은 지금만큼 좋은 것이 없었다. 그들은 단지 30분마다 지구를 스캔할 수 있었다. 아니면 매시간 할 수 있었다, '라고 프라우드 박사는 말했다.
"우리는 피나투보의 경우 실제로 활동의 정점과 가장 높은 지점을 놓쳤다고 생각한다: 그것은 위성 이미지 중 두 개 사이에 있었고 우리는 그것을 놓쳤다. 실제로 우리가 그것의 높이에 대해 가지고 있는 추정치보다 훨씬 더 높을 것이다."
중간권은 약 48km에서 80km 높이에 이르며 대류권과 성층권 위의 대기의 세 번째 층이다. 지구로 떨어지는 유성은 종종 중간권에서 타서 밤하늘에 별똥별을 만든다. 이는 지구 대기의 가장 추운 부분이며 정상 부근의 온도는 –143°C까지 내려간다.
프라우드 박사는 “흥미로운 점은 이 분출로 인해 보통 대기의 매우 건조한 부분인 중간권에 많은 양의 물이 들어갔다는 것”이라고 말했다.
'이것은 우리의 기후와 기상 모델이 예상치 못한 극한 조건에 얼마나 잘 대처할 수 있는지에 대한 유용한 테스트 사례가 된다.‘
연구자들은 이제 시차법을 사용하여 화산 기둥의 높이를 계산하는 자동화된 시스템을 구축하려고 한다.
공동 저자인 옥스퍼드 대기 해양 행성 물리학과의 앤드류 프라타(Andrew Prata) 박사는 '우리는 또한 이 기술을 다른 분출에도 적용하고 화산학자들과 대기 과학자들에 의해 대기 중 화산재의 분산을 모형화하는데 사용될 수 있는 기둥 높이의 데이터 세트를 개발하고 싶다'라고 말했다.
'우리가 이해하고 싶은 추가 과학 질문은 다음과 같다. 왜 통가 기둥이 그렇게 높아졌는가? 이 분출의 기후 영향은 무엇인가? 그리고 이 연기는 정확히 무엇으로 구성되었나?‘
2022년 1월 훙가 통가-훙가 하파이 화산 폭발이 중간권에 도달했다'라는 연구 논문이 사이언스 저널에 게재됐다.
폭발을 포착하고 평가하는 데 사용된 3개의 위성은 GOES-17(미국), 히마와리-8(일본), 지오콤프 위성-2A(한국)이다.
개방형 정보 열람 데이터는 과학 기술 시설 위원회의 러더퍼드 애플턴 연구소에서 영국의 재스민 슈퍼컴퓨터에 의해 처리되었다.
다음은 ENN과 UNIVERSITY OF OXFORD 가 전하는 뉴스링크입니다.
https://www.enn.com/articles/71461-tonga-volcano-had-highest-plume-ever-recorded-new-study-confirms
본지 객원기자(외신) 이상현 소개
서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.
미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.
