키카이 칼데라

3. 역사 시대 이후의 화산 활동

이 칼데라는 홀로세 (10,000년 전부터 현재까지) 동안 발생한 가장 큰 분화 중 하나인 키카이-아카호야 분화의 근원지였다.^[14] 약 7,200년에서 7,300년 전 사이,^[14][15][16] 이 분화로 발생한 화쇄류는 최대 100km 떨어진 규슈 남부 해안까지 도달했으며, 화산재는 홋카이도까지 떨어졌다. 이 분화는 약 133km³에서 183km³ DRE의 테프라를 생성했으며^[17][18] 이는 화산 폭발 지수 7을 기록하여^[18] 지난 10,000년 동안 가장 강력한 폭발 중 하나였다.^[19]

이 분화는 규슈 남부의 조몬 문화에 큰 영향을 미쳤지만, 분화 이전에 시작된 니시노조노 하위 유형의 도기 전통은 규슈에서 유지되었다.^[20] 일본 과학자들은 분출된 화산 물질의 부피를 332에서 457 세제곱 킬로미터로 추정했으며, 7,300년 전에 일어난 이 지역에서 지난 11,700년 동안 가장 큰 분화였음을 증명했다.

해양 탐사의 세부 사항에는 지진학적 연구 수행과 키카이 칼데라 주변의 퇴적물 샘플 수집이 포함된다. 과학자들은 해저 및 인근 섬의 화산 지형이 공통적인 위치를 가지고 있음을 확인했다. 분화구 주변의 이러한 퇴적물의 분포를 분석하면 화쇄류와 물이 어떻게 상호 작용했는지 이해하는 데 도움이 된다. 분출은 파편과 화산재의 강한 분출과 함께 일어났는데, 이는 플리니식 분화의 일반적인 단계에 해당하며, 이 단계에서 파쇄된 용암과 부석이 가스-재 혼합물의 형태로 고압 하에서 일련의 장기간의 방출이 있었다. 이것은 최종 단계로서 부피가 큰 화쇄류였으며, 부분적으로 해저를 따라 퍼져나가 분출 기둥(화산재, 부석 조각, 작은 결정 및 테프라)의 형태로 대기 중으로 방출되었다. 테프라 구름은 280만 km2가 넘는 지역을 덮었다. 화산재 물질의 부피는 경암 기준으로 370 km3가 넘었다. 플리니식 단계는 분출 기둥의 붕괴로 끝났다. 뜨거운 테프라의 거대한 기둥이 분화 중심에서 수백 미터 떨어진 곳에 떨어져 화쇄류를 형성했다.

화산의 중심이 물 속에 있었기 때문에, 아카호야 분화는 뜨거운 마그마가 물과 접촉하면서 즉시 증기가 방출되어 증기 폭발(또는 일련의 폭발)의 특징을 보였다. 그 결과 이중 칼데라가 형성되었다.

해저 화산층의 파편의 질감과 특성을 분석한 후, 연구자들은 이것이 경사면을 따라 멀리까지 이동할 수 있는 현탁류에 의해 형성되었다고 결론지었다. 키카이-아카호야 분화 모델을 구축한 연구자들은 해저 화쇄류와 테프라 구름의 강력한 대기 방출 외에도, 가장 가까운 섬까지 수면을 따라 퍼진 얇은 화산 물질의 세 번째 흐름이 있었다는 것을 발견했다.^[21]

키카이는 여전히 활화산이다. 이오다케(이오 산), 이나무라다케(사쓰마이오지마 남쪽 해안), 토카라이오지마(사쓰마이오지마 북동쪽 해안), 그리고 쇼와이오지마(신이오지마)는 칼데라 내의 후기 칼데라 화산이다.^[2] 소규모 분화는 이오지마에 있는 후기 칼데라 육상 화산 봉우리 중 하나인 이오 산에서 자주 발생한다. 이오지마는 3개의 화산섬 중 하나이며, 그 중 두 개는 칼데라 가장자리에 위치해 있다. 2013년 6월 4일, 미약한 흔들림이 기록되었다. 얼마 지나지 않아 분화가 시작되어 몇 시간 동안 간헐적으로 계속되었다.^[18] 이오다케는 지진, 가스 및 증기 기둥 활동을 감시하고 있으며, 2020년과 2023년 분화 사이에도 지속적인 저강도 활동을 보인 것으로 알려져 있다.^[18]

분화 기록은 다음과 같다.^[2][22]

• 옛 이오다케 단계(OIo-I-II 단계)
• * 프레아토마그마 분화와 부석 낙하(OIo-I 단계), 이어서 연속적인 테프라를 동반한 유문암질 용암으로 화산 구조 형성(OIo-II 단계)
• ** 기원전 3250년 ± 75년(비보정) 옛 이오다케

• ** 기원전 2450년 ± 840년 (테프로연대기) 옛 이오다케

• 이나무라다케 단계(In-I-IV 단계)
• * 현무암질 용암류 및 스코리아 원뿔 형성(In-I-II 단계), 그 다음 프레아토마그마 분화(In-III 단계), 그 다음 안산암질 용암(In-IV 단계)
• ** 기원전 1830년 ± 75년(비보정) 이나무라다케^[18]

• ** 기원전 1090년 ± 100년(비보정) 이나무라다케^[18]
• 젊은 이오다케 단계(YIo-I-IV 단계)
• * 유문암질 용암과 간헐적인 부석을 포함한 다른 마그마원과 계속됨
• ** 기원전 280년 ± 75년(비보정) 이오다케^[18]
• ** 390 ± 100년(비보정) 이오다케^[18]
• ** 750 (테프로연대기) 이오다케^[18]
• ** 830 ± 40년(비보정) 이오다케^[18]

• ** 1010 ± 40년(비보정) 이오다케^[18]

• ** 1030 ± 40년(비보정) 이오다케^[18]

• ** 1340 ± 30년(비보정) 이오다케^[18]

• ** 1430 ± 75년(비보정) 이오다케^[18]
• ** 1914년 2월 13일 토카라이오지마^[18]
• ** 1934년 9월-11월

• ** 1934년 12월 7일 - 1935년 3월 토카라이오지마 동쪽 2km^[2]

• ** 1997-2003 이오다케^[2]

• ** 1998년 4월-11월 이오다케^[2]

• ** 1999년 5월-8월 이오다케^[2]

• ** 2000년 1월, 3월, 10월-12월 이오다케^[2]

• ** 2001년 2월, 4월-12월 이오다케^[2]

• ** 2002년 5월-7월 이오다케^[2]

• ** 2003년 2월, 4월-10월 이오다케^[2]

• ** 2004년 5월-4월, 6월, 8월-10월 이오다케^[2]

• ** 2013년 5월 3-5일, 6월 3-5일 이오다케^[2]

• ** 2019년 11월 2일 이오다케^[2]

• ** 2020년 4월 29일 이오다케^[2]

• ** 2020년 10월 6일 이오다케^[2]

• * 2023년 3월 27일 – 2023년 11월 22일
• ** 소규모 분화^[18]
• * 1934년(쇼와 9년) - 1935년(쇼와 10년): 이오 섬에서 약 2km 동쪽 해저에서 해저 분화.
• *: 직경 약 300 m, 해발 약 50 m의 쇼와이오 섬이 형성되었다.
• * 1936년(쇼와 11년): 사쓰마이오 섬의 이오다케에서 분연을 관측.
• * 1988년(쇼와 63년): 사쓰마이오 섬의 이오다케에서 분연을 관측.
• * 1999년(헤이세이 11년) - 2004년(헤이세이 16년): 사쓰마이오 섬의 이오다케에서 단속적인 분화.

4. 연구사

이 칼데라는 홀로세 (10,000년 전부터 현재까지) 동안 발생한 가장 큰 분화 중 하나인 키카이-아카호야 분화의 근원지였다.^[14] 약 7,200년에서 7,300년 전 사이에^[14][15][16] 이 분화로 발생한 화쇄류는 최대 100km 떨어진 규슈 남부 해안까지 도달했으며, 화산재는 홋카이도까지 떨어졌다. 이 분화는 화산 폭발 지수 7을 기록하여 지난 10,000년 동안 가장 강력한 폭발 중 하나였다.^[19]

일본 과학자들은 키카이 해저 칼데라의 화산 활동에 대한 광범위한 연구를 수행했다. 그들은 분출된 화산 물질의 부피를 332에서 457 km³로 추정했으며, 7,300년 전에 일어난 이 지역에서 지난 11,700년 동안 가장 큰 분화였음을 증명했다. 분출은 파편과 화산재의 강한 분출과 함께 일어났는데, 이는 플리니식 분화의 일반적인 단계에 해당하며, 이 단계에서 파쇄된 용암과 부석이 가스-재 혼합물의 형태로 고압 하에서 일련의 장기간 방출이 있었다. 화산재 물질의 부피는 경암 기준으로 370 km³가 넘었다.

화산의 중심이 물 속에 있었기 때문에, 아카호야 분화는 뜨거운 마그마가 물과 접촉하면서 즉시 증기가 방출되어 증기 폭발(또는 일련의 폭발)의 특징을 보였다. 그 결과 이중 칼데라가 형성되었다.

쇼와 초기에 인근 섬들을 조사한 지질학자 마츠모토 유일은 이곳에 거대한 칼데라가 존재한다는 것을 지적하고, 귀계가 섬에 연유하여 '''귀계 화산'''이라고 명명했다.^[34] 1943년에 '''귀계 칼데라'''로 학계에 제창했다.^[35] 1976년에는 아카호야라고 불리던 지층이 이 칼데라를 기원으로 하고 있다는 것이 확인되었다.^[36]

2016년부터 2017년에 걸쳐 실시된 해저 조사 결과, 직경 약 10 km, 높이 약 600 m, 부피 약 30 km³에 달하는 거대한 용암 돔이 확인되었으며, 현재도 활발한 분화 활동이 계속되고 있다는 것이 밝혀졌다.

2018년에는 쟈니스 소속 배우이자 가수인 타키자와 히데아키와 고베 대학 해양저 탐사 센터와의 협력으로 이루어진 해저 지형 탐사에서 세계 최대 규모의 거대 용암 돔의 구조가 선명하게 드러났으며, NHK의 영상 기록이 '''타키자와 히데아키의 화산 탐험 기행: 거대 칼데라의 수수께끼에 다가가다'''에서 방송되었으며,^[38] 영국 네이처 웹 매거진 논문에도 이름을 올렸다.^[39]

고베 대학의 연습선 "후카에마루"보다 해저 지중 구조를 더 깊이 탐사할 수 있는 해양연구개발기구(JAMSTEC)의 해저 광역 연구선 "카이메이"가 2021년에 투입되었다.^[25][40]

5. 지오파크

2015년 9월 4일에 미시마촌·키카이 칼데라 지오파크가 일본 지오파크로 인증되었다.^[41][42]

참조

_[1] 웹사이트 Kikai {{!}} Volcano World {{!}} Oregon State University http://volcano.orego[...] 2011-04-24
_[2] 웹사이트 噴火史 - Iwojima https://gbank.gsj.jp[...] 2023-05-25
_[3] 서적 薩摩硫黄島地域の地質 https://ci.nii.ac.jp[...] 地質調査所 1982
_[4] 논문 Volcanic activities and eruption sequence of the large-scale eruption at Aira, Kikai, Ata, Kutcharo, Towada, Mashu and Ikeda Volcanoes. https://www.gsj.jp/r[...] Open-File Report of the Geological Survey of Japan, AIST 2019
_[5] 논문 Zircon U–Pb dating using LA-ICP-MS: Quaternary tephras in Yakushima Island, Japan https://linkinghub.e[...] 2017-05-15
_[6] 논문 New glass fission-track ages of Middle Pleistocene tephras on Yakushima Island, southern Japan https://www.scienced[...] 2008-02-01
_[7] 논문 鬼界カルデラにおける鬼界アカホヤ噴火以前の大噴火について https://www.jstage.j[...] 2017
_[8] 논문 Major and trace element abundances in volcanic glass shards in visible tephras in SG93 and SG06 drillcore samples from Lake Suigetsu, central Japan, obtained using femtosecond LA–ICP–MS 2019-08-11
_[9] 논문 101. 鬼界カルデラ起源の新広域テフラと九州における更新世後期大火砕流の噴出年代(日本火山学会 1983 年度春季大会講演要旨) https://www.jstage.j[...] 1983
_[10] 논문 The stratigraphy, chronology and distribution of distal marker-tephras in and around Japan https://linkinghub.e[...] 1999
_[11] 논문 Volcanic glass found in Late Quaternary Chinese loess: A pointer for future studies? https://dx.doi.org/1[...] 1996-01-01
_[12] 논문 最終間氷期末に起きた鬼界カルデラの珪長質火砕流噴火と火砕サージの形成 https://www.jstage.j[...] 1988
_[13] 논문 Geochemical characterisation of the Late Quaternary widespread Japanese tephrostratigraphic markers and correlations to the Lake Suigetsu sedimentary archive (SG06 core) https://linkinghub.e[...] 2019
_[14] 논문 High resolution record of Quaternary explosive volcanism recorded in fluvio-lacustrine sediments of the Uwa basin, southwest Japan
_[15] 논문 Chronological study on widespread tephra and volcanic stratigraphy of the past 100,000 years https://www.jstage.j[...] 2019-04-15
_[16] 논문 Identification and correlation of visible tephras in the Lake Suigetsu SG06 sedimentary archive, Japan: chronostratigraphic markers for synchronising of east Asian/west Pacific palaeoclimatic records across the last 150 ka https://www.scienced[...]
_[17] 논문 Submarine pyroclastic deposits from 7.3 ka caldera-forming Kikai-Akahoya eruption 2024
_[18] 간행물 Kikai: Eruptive History GVP 2024-02-26
_[19] 웹사이트 Large Volcano Explocivity Index http://www.allcountr[...] 2014-04-24
_[20] 웹사이트 After a Super Volcanic Eruption: a new project on social-ecological impacts of the Kikai-Akahoya disaster, 7,300 years ago https://www.sainsbur[...] 2022-09-18
_[21] 웹사이트 Кальдера Кикай у берегов Японии — место крупнейшего в голоцене извержения вулкана https://elementy.ru/[...] elementy.ru 2024-05-22
_[22] 논문 Eruptive History of Satsuma Iwo-jima Island, Kikai Caldera, after a 6.5 ka Caldera-forming Eruption https://www.jstage.j[...] 2005-05-20
_[23] 웹사이트 鬼界カルデラ総合調査＜研究紹介＜海域地震火山部門＜JAMSTEC https://www.jamstec.[...] 2022-02-15
_[24] 뉴스 鬼界カルデラに特大の溶岩ドーム 超巨大噴火後に形成か http://www.asahi.com[...] 朝日新聞デジタル 2017-03-31
_[25] 뉴스 海底巨大火山 浮かぶ全貌／鬼界カルデラ、マグマを調査 https://www.nikkei.c[...] 日本経済新聞 2020-08-06
_[26] 논문 ［講演要旨］徳島県田井ノ浜の沿岸低地で見つかった鬼界カルデラ噴火による津波堆積物と数値シミュレーション https://www.histeq.j[...] 歴史地震研究会 2021-10-31
_[27] 논문 Giant rhyolite lava dome formation after 7.3 ka supereruption at Kikai caldera, SW Japan https://doi.org/10.1[...] Nature Publishing Group 2018-02-09
_[28] 논문 屋久島に分布するテフラのU-Th-Pb年代測定から推定された鬼界カルデラの活動史 https://doi.org/10.1[...] 日本地質学会 2017-05-08
_[29] 논문 幸屋火砕流堆積物及びその給源近傍相のガラス組成と堆積様式 2019-11-21
_[30] 논문 南九州鬼界カルデラから噴出した広域テフラ―アカホヤ火山灰 https://doi.org/10.4[...] 日本第四紀学会 1978
_[31] 논문 鬼界カルデラ,6.5ka BP噴火に誘発された2度の巨大地震 https://doi.org/10.4[...] 日本第四紀学会 2002-08
_[32] 문서
_[33] 웹사이트 Question #5960 http://www.kazan.or.[...] 特定非営利活動法人[[日本火山学会]] 2007-05-18
_[34] 문서
_[35] 논문 松本唯一先生の論文『九州の四大カルデラ火山』を読む https://hdl.handle.n[...] 熊本大学
_[36] 서적 火山灰は語る
_[37] 웹사이트 鬼界海底カルデラ内に巨大溶岩ドームの存在を確認 https://www.kobe-u.a[...]
_[38] 웹사이트 滝沢秀明の火山探検紀行　巨大カルデラの謎に迫る https://www.nhk.or.j[...]
_[39] 웹사이트 https://www.nature.c[...]
_[40] 웹사이트 巨大海底火山「鬼界カルデラ」の過去と現在 https://www.jamstec.[...] 海洋研究開発機構 2022-04-28
_[41] 뉴스 日本ジオパークに栗駒など3地域 世界への白山手取川推薦見送り https://web.archive.[...] 時事通信 2015-09-04
_[42] 뉴스 三島村・鬼界カルデラがジオパークに 認定の報に大きな拍手 http://www.yomiuri.c[...] 2015-09-05