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라가리타 칼데라

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1. 개요

라가리타 칼데라는 콜로라도, 유타, 네바다에서 발생한 중기 제3기 이그넘브라이트 플레어업 동안 형성된 칼데라 중 하나로, 올리고세 시기인 약 2800만 년 전에 대규모 화산 폭발이 있었다. 데사이트로 구성된 피시 캐니언 응회암을 분출했으며, 칼데라는 35 x 75km 크기의 타원형이다. 라가리타 칼데라는 4천만 년 전부터 분화를 시작하여 2,700만 년 전에 정점을 찍었으며, 이후 150만 년 동안 7차례의 대규모 분화를 일으켰다. 피시 캐니언 응회암의 부피는 약 5,000 km3로, 화산 폭발 지수 8을 기록하며, 이는 1980년 세인트헬렌스 산 분화의 약 5,000배에 달하는 규모이다. 라가리타 칼데라의 폭발은 6,600만 년 전 백악기-팔레오기 대멸종 사건 이후 지구에서 발생한 사건 중 두 번째로 강력한 사건으로 평가된다.

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라가리타 칼데라 - [지명]에 관한 문서
지리 정보
라 가리타 칼데라의 화산재 지형, 북동쪽 방향
라 가리타 칼데라의 화산재 지형, 북동쪽 방향 (휠러 지질 지역)
위치미국콜로라도주미네랄 카운티, 크리드 주변
산맥산후안 산맥
지질학적 특징
종류칼데라, 사화산 슈퍼화산
마지막 분화2630만 년 전 (피시 캐니언 응회암 2780만 년 전)

2. 형성 시기 및 지질학적 특징

라가리타 칼데라는 4천만 년 전부터 1800만 년 전 사이에 콜로라도, 유타, 네바다에서 일어난 대규모 점성이 높은 화산쇄설류(ignimbrite) 중기 제3기 이그넘브라이트 플레어업(mid-Tertiary ignimbrite flare-up) 동안 형성된 여러 칼데라 중 하나이다. 특히, 올리고세 시기인 약 2801만 년 전에 대규모 화산 폭발이 있었다.[4]

이 칼데라는 4,000만 년 전부터 분화를 시작하여 2,700만 년 전(시신세 전기)에 정점을 찍었으며, 이후 150만 년 동안 7차례의 대규모 분화를 일으키고 1,800만 년 전까지 활동했다. 일련의 화산 활동으로 인한 화산쇄설류에 기인하는 용결응회암은 콜로라도주에서 유타주를 거쳐 네바다주까지 분포하며[12], 면적은 약 3만km2에 달하고, 화산재층의 두께는 평균 100m에 이른다.[13]

2. 1. 칼데라의 구조

데사이트로 구성된 피시 캐니언 응회암은 엄청난 규모에도 불구하고 석질 조성이 균일하며 단일 냉각 단위를 형성한다. 데사이트는 폭발적인 분화, 용암 돔, 짧고 두꺼운 용암류에서 흔히 발견되는 규장질 화산암이다. 라 가리타 칼데라에는 안산암(현무암(실리카 함량이 낮음)과 데사이트(실리카 함량이 높음)의 중간 조성을 가진 화산암)으로 구성된 대규모 칼데라 내 용암도 있다.

피시 캐니언 응회암의 분화와 마찬가지로 칼데라 자체도 규모가 크다. 그 크기는 35km × 75km이며 타원형이다. 폭발성 기원의 많은 칼데라는 약간 타원형 또는 직사각형 모양을 띤다. 엄청난 규모와 침식으로 인해 과학자들은 칼데라의 크기를 완전히 파악하는 데 30년 이상이 걸렸다. 라 가리타는 사화산으로 간주된다.

라 가리타는 피시 캐니언 응회암 분화 이후 150만 년에 걸쳐 최소 7차례의 용결 응회암 퇴적물의 주요 분화 근원이기도 하다. 또한 이 칼데라는 피시 캐니언 응회암과 매우 유사한 데사이트로 구성된, 파고사 피크 데사이트라고 불리는 매우 특이한 용암과 같은 암석 단위의 광범위한 노두(암석이나 광맥이 지표에 드러나 있는 부분)가 있는 것으로 알려져 있다. 용암과 용결 응회암의 특징을 모두 가지고 있는 파고사 피크 데사이트는 피시 캐니언 응회암 직전에 분출된 것으로 보인다. 파고사 피크 데사이트는 저에너지 화산쇄설 분수 동안 분출되었으며 부피는 약 200km3~300km3이다. 이 암석은 단위가 매우 길쭉한 모양(1:50)을 가지고 있고, 결정이 풍부한 마그마의 점성이 유동층을 이룬 규장질 용암과 유사하기 때문에 용암으로 확인되었다. 파고사 피크 데사이트는 저기둥 테프라/화산쇄설 분수와 밀도가 높고 팽창이 잘 안된 화산쇄설류로의 측방 수송을 통해 형성되었다.[10]

3. 분출 규모 및 피해

라가리타 칼데라의 분출은 매우 강력하여 그 규모와 피해가 엄청났다. 분출로 생성된 피쉬 캐년 응회암은 화산 폭발 지수(VEI) 8로, 분출된 화산쇄설물의 양은 약 5000km3에 달했다.[14] 이는 1980년 세인트헬렌스 산 분화의 약 5000배에 해당한다.[14] 에너지 환산 시 역대 최대 수소 폭탄인 차르 봄바 (50메가톤)의 약 5000배이며, 칙술루브 충돌구를 형성한 백악기 말기 운석 충돌 (240테라톤) 이후 최대 폭발이었다.[15]

3. 1. 피해 지역

라가리타 칼데라 폭발로 파괴된 지역은 현재의 콜로라도의 상당 부분을 덮었던 것으로 추정된다. 피쉬 캐년 응회암(Fish Canyon Tuff)으로 알려진 퇴적물은 최소 28490km2의 면적을 덮었고, 평균 두께는 100m이다. 이 폭발은 광범위한 지역에 화산재 낙하를 형성했을 수 있지만, 아직 확인된 것은 없다.

3. 2. 지구 역사상 규모 비교

라가리타 화산 활동의 규모는 신생대에서 두 번째로 컸다. 그 결과 생성된 피시 캐니언 응회암의 부피는 약 5000km3이며, 화산 폭발 지수 8을 기록한다.[6] 1980년 세인트헬렌스 산 폭발의 분출량은 1km3였다.[7] 인류가 만든 가장 강력한 폭발 장치인 차르 봄바는 50메가톤의 위력을 가졌지만, 라가리타 화산 폭발은 이보다 약 5,000배 더 강력했다.[8]

피시 캐니언 폭발은 6,600만 년 전 백악기-팔레오기 대멸종 사건 이후 지구에서 발생한 사건 중 두 번째로 강력한 사건이었다. 소행성 충돌은 100 테라톤의 TNT에 해당하며,[9] 피시 캐니언 폭발보다 약 420배 더 강력했다.

4. 추가 연구 및 논란

라가리타 칼데라에 대한 추가 연구는 계속 진행 중이며, 특히 2004년에는 지구상에서 가장 큰 폭발성 화산 폭발의 규모와 빈도에 대한 연구가 발표되기도 했다.[1] 이 연구에서는 라가리타 칼데라에서 분출된 피시 캐니언 응회암이 매우 큰 규모의 폭발이었다는 점을 재확인했다.

1997년에는 미국 서부의 대규모 펠식 화산재류와 층을 이루는 제3기 안산암 용암류의 암석 생성에 대한 연구가 발표되었다.[2] 이 연구는 라가리타 칼데라를 포함한 산후안 화산 지대의 화산 활동 메커니즘을 이해하는 데 기여했다.

또한, 일본 산업기술총합연구소(AIST)의 타카라다 신지는 라가리타 칼데라와 피시 캐니언 응회암에 대한 추가적인 연구 결과를 발표하기도 했다.[3]

콜로라도 대학교 지질학과에서는 중신세 응회암 플레어업에 대한 연구를 진행하며 라가리타 칼데라를 주요 연구 대상으로 삼고 있다.[4]
참고 자료

Mason, Ben G.|메이슨, 벤 G.영어 외, "지구상에서 가장 큰 폭발성 화산 폭발의 규모와 빈도", 《화산학 회보》, 2004.

Askren, Daniel R.|아스크렌, 다니엘 R.영어 외, "미국 서부 대규모 펠식 화산재류와 층을 이루는 제3기 안산암 용암류의 암석 생성", 《암석학 저널》, 1997.

[https://web.archive.org/web/20110519165154/http://staff.aist.go.jp/s-takarada/CEV/newsletter/lagarita.html 가장 큰 폭발성 화산 폭발: 27.8 Ma 피시 캐니언 응회암 및 콜로라도 산후안 화산 지역의 라가리타 칼데라에 대한 새로운 결과], 일본 산업기술총합연구소(AIST).

[https://web.archive.org/web/20120716192901/http://www.colorado.edu/GeolSci/Resources/WUSTectonics/CzIgnimbrite/ignimbrite_intro.html 중신세 응회암 플레어업], 콜로라도 대학교 지질학과.


참조

[1] 논문 Calderas of the San Juan Volcanic Field, Southwestern Colorado https://books.google[...] U.S. Government Printing Office 2012-05-16
[2] 웹사이트 What's the Biggest Volcanic Eruption Ever? https://www.livescie[...] livescience.com 2014-02-01
[3] 논문 The 36–18 Ma Indian Peak–Caliente ignimbrite field and calderas, southeastern Great Basin, USA: Multicyclic super-eruptions 2013
[4] 논문 Ultra-high precision 40Ar/39Ar ages for Fish Canyon Tuff and Alder Creek Rhyolite sanidine: New dating standards required? 2013
[5] 논문 Central San Juan caldera cluster: regional volcanic framework 2000
[6] 서적 Super Volcano: The Ticking Time Bomb Beneath Yellowstone National Park https://www.amazon.c[...] Voyageur Press 2007-11-10
[7] 문서 Mason, et al.
[8] 웹사이트 La Garita Mountains grew from volcanic explosions 35 million years ago https://www.fs.usda.[...] 2022-04-23
[9] 논문 The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary https://www.science.[...] 2010-03-05
[10] 논문 Voluminous lava-like precursor to a major ash-flow tuff: low-column pyroclastic eruption of the Pagosa Peak Dacite, San Juan volcanic field, Colorado 2000-05
[11] 논문 The 36–18 Ma Indian Peak–Caliente ignimbrite field and calderas, southeastern Great Basin, USA: Multicyclic super-eruptions 2013
[12] 논문 Ultra-high precision 40Ar/39Ar ages for Fish Canyon Tuff and Alder Creek Rhyolite sanidine: New dating standards required? http://www.sciencedi[...] 2013
[13] 논문 Central San Juan caldera cluster: regional volcanic framework 2000
[14] 문서 Mason, et al.
[15] 논문 Mapping Chicxulub crater structure with gravity and seismic reflection data http://sp.lyellcolle[...] 1998



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