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칼데라

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목차

1. 개요

칼데라는 가마솥을 의미하는 스페인어에서 유래된 지질학 용어로, 화산 분출 후 마그마 챔버가 붕괴되어 형성되는 원형 또는 타원형의 거대한 분지이다. 칼데라는 폭발성 칼데라, 비폭발성 칼데라, 말굽형 칼데라, 침식 칼데라 등 다양한 유형으로 분류되며, 대규모 화산 폭발이나 지각 변동으로 인해 형성된다. 칼데라의 규모는 수 km에서 수십 km에 이르며, 내부에 칼데라호, 외륜산, 중앙화구구 등의 지형을 포함하기도 한다. 지구뿐 아니라 금성, 화성, 달, 이오 등 다른 천체에서도 칼데라가 발견되며, 일부 칼데라는 광물 자원이 풍부하게 매장되어 있기도 하다.

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칼데라
지도 정보
명칭
영어caldera
스페인어caldera
발음 (미국 영어)/kælˈdɛrə/, /kɔːlˈdɪərə/, /kɔːlˈderə/, /kɔːlˈdɪrə/
발음 (영국 영어)/kɒlˈdeərə/
스페인어 발음/kalˈdeɾa/
어원 (스페인어)솥, 큰 냄비, 가마솥
정의
정의마그마 챔버가 비워진 후 형성되는 솥 모양의 화산 지형
설명화산 폭발 또는 마그마 방출로 인해 지표면이 함몰되어 생긴 대형 화산 분지
형성 과정
주요 원인마그마 챔버의 급격한 비움
발생 메커니즘피스톤식 함몰 (단일 블록 침강)
조각식 함몰 (다중 블록 침강)
특징원형 또는 타원형의 함몰 지형
대규모 폭발과 관련
활화산 또는 사화산에서 관찰 가능
관련 연구
연구 주제칼데라 함몰 메커니즘
마그마 이동 및 저장
화산 활동 예측
연구 방법지진파 분석
지표 변형 측정
화산 가스 분석
지질학적 조사
추가 정보
관련 현상화산 폭발, 지진, 지표 변형
주요 영향주변 환경 파괴, 인명 피해
관찰 위치활화산 지역 및 과거 화산 활동 지역

2. 유래

'칼데라'는 가마솥을 의미하는 라틴어 'caldaria'에서 유래된 스페인어로, 영어로는 'cauldron'이라고도 표기된다. 독일의 지질학자 레오폴트 폰 부흐에 의해 처음 지질학 용어로 사용되었다.[6]

"칼데라(caldera)"라는 용어는 스페인어와 라틴어 'caldaria'에서 유래했으며, "요리용 냄비"를 의미한다. 일부 문헌에서는 영어 용어 "솥(cauldron)"도 사용되지만,[23] 최근 연구에서는 "솥(cauldron)"이라는 용어는 칼데라 바닥 아래의 지층이 깊이 침식되어 드러난 칼데라를 가리킨다.[6] "칼데라"라는 용어는 독일 지질학자 레오폴트 폰 부흐가 1815년 카나리아 제도 방문에 대한 회고록을 발표하면서 지질학 용어로 도입되었다. 그는 처음으로 테네리페섬의 라스 카냐다스 칼데라(Las Cañadas caldera)를 보았는데, 그곳에서는 테이데 산이 경관을 지배하고 있었고, 이후 라 팔마섬의 타부리엔테 칼데라도 보았다.[7][6]

칼데라 형성

3. 특징

칼데라는 대체로 원형이고 가파른 외벽에 둘러싸인 수천 미터 이상의 지름을 지닌 분지이다. 화산 분출 후에 마그마 챔버의 부분적인 공동으로 인해 생긴다.[48]

마그마 챔버는 마그마가 급속 분출될 때 생긴 빈 공간을 말하며, 이 빈 공간의 윗부분이 하중에 의해 서서히 가라앉아 함몰이 발생한다. 계속되는 분출은 이 균열대를 따라 발생한다. 오리건주의 화구호(칼데라 레이크)는 6600년 전 마자마 산의 폭발형 분출로 지름이 8km 정도의 원형 칼데라가 호수가 된 것이다.[48]

붕괴는 화산 아래의 마그마 방이 비워지면서 발생하는데, 때로는 대규모 폭발성 화산 분출(1815년 탐보라)[8]의 결과로 발생하지만, 화산 사면의 분출성 분출(2007년 피통 드 라 푸르네즈)[9] 또는 연결된 균열 시스템(2014~2015년 바르다르붕가)[10]에서도 발생할 수 있다. 충분한 마그마가 분출되면 비워진 마그마 방은 위에 있는 화산체의 무게를 지탱할 수 없다. "환상 단층"이라고 하는 대략 원형의 단층이 마그마 방 가장자리 주변에 형성된다. 환상 단층은 환상 암맥으로도 알려진 단층 관입의 공급원 역할을 한다.[10] 환상 단층 위에 이차 화산 분출구가 형성될 수 있다.[11] 마그마 방이 비워짐에 따라 환상 단층 내의 화산 중심부가 붕괴되기 시작한다. 붕괴는 단일 대격변적 분출의 결과로 발생하거나, 일련의 분출의 결과로 단계적으로 발생할 수 있다. 붕괴되는 총 면적은 수백 제곱킬로미터에 달할 수 있다.[6]

4. 형성 과정

칼데라는 화산 활동으로 인해 생긴 솥이나 냄비 모양의 움푹 파인 지형으로, 포르투갈어 'caldeira'에서 유래되었다. 일반적으로 지름이 2km보다 큰 화산성 화구상 요지(火口狀凹地)를 칼데라라고 부르며, 보통의 폭발 화구는 지름이 2km를 넘지 않기 때문에 칼데라는 폭발 외의 다른 원인으로 형성된다고 여겨진다. 지름 2km 이하의 화구상 요지 중에서도 폭발이 아닌 함몰로 형성되는 경우가 있다. 칼데라는 대개 원형이지만, 중심과 반지름이 다른 여러 개의 원이 합쳐져 하나의 큰 칼데라를 이루는 경우도 많다.

대형 칼데라는 보통 지름이 수십 km 이내이며, 1,000m 이하의 가파른 절벽(칼데라 벽)으로 둘러싸여 완만한 바깥쪽 경사와 대조를 이룬다. 칼데라의 형태, 규모, 구조는 생성 원인과 밀접한 관련이 있으며, 함몰 칼데라, 폭발 칼데라, 침식 칼데라 등으로 구분된다.[48]

인도네시아 수마트라 섬에 있는 토바호(길이 100km, 너비 30km로 세계에서 가장 큰 칼데라 중 하나)의 랜샛 위성 이미지. 재기 돔이 사모시르 섬을 형성했습니다.


인도네시아의 카가르 알람 라와 다나우 칼데라의 지형도


함몰 칼데라는 화산 아래의 마그마 방이 비워지면서 붕괴하여 발생한다. 이는 대규모 폭발성 화산 분출(탐보라 참조)[8], 화산 사면의 분출성 분출(2007년 피통 드 라 푸르네즈 참조)[9], 또는 연결된 균열 시스템(2014~2015년 바르다르붕가 참조)[10])에서 발생할 수 있다. 충분한 마그마가 분출되면 비워진 마그마 방은 위에 있는 화산체의 무게를 지탱할 수 없게 된다. "환상 단층"이라고 하는 대략 원형의 단층이 마그마 방 가장자리 주변에 형성되며, 이 환상 단층은 환상 암맥으로도 알려진 단층 관입의 공급원 역할을 한다.[10] 환상 단층 위에 이차 화산 분출구가 형성될 수 있다.[11] 마그마 방이 비워짐에 따라 환상 단층 내의 화산 중심부가 붕괴되기 시작하는데, 이는 단일 대격변적 분출이나 일련의 분출의 결과로 단계적으로 발생할 수 있다. 붕괴되는 총 면적은 수백 제곱킬로미터에 달할 수 있다.[6]

4. 1. 함몰 칼데라

함몰 칼데라는 대규모 화산 폭발로 화산재, 화쇄류, 부석, 용암 등이 대량 분출되거나, 마그마가 지하로 이동하여 지하의 마그마 방이 비면서 지표면이 함몰되어 형성된다. 대부분의 칼데라가 이 유형에 해당하며, 내부 구조에 따라 피스톤 실린더형과 탁천형으로 나뉜다.

크레이터 호 칼데라


칼데라는 보통 원형이고 가파른 외벽에 둘러싸인 수천 미터 이상의 지름을 지닌 분지이며, 화산 분출 후에 마그마 챔버(마그마 방)의 부분적인 공동(空洞)으로 인해 생긴다.[48] 마그마 챔버는 마그마가 급속 분출될 때 생기는 빈 공간을 말하며, 이 빈 공간의 윗부분이 지탱되지 않아 하중에 의해 서서히 가라앉아 함몰이 발생한다. 계속되는 분출은 이 균열대를 따라 발생한다. 오리건주의 화구호(칼데라 레이크)는 6600년 전 마자마 산의 폭발형 분출로 지름 8km 정도의 원형 칼데라가 호수가 된 것으로, '칼데라 레이크 국립공원'으로 지정되었다.[48] 칼데라의 외형은 대개 원형인 것이 일반적이지만, 중심 및 반지름을 달리하는 여러 개의 원이 복합하여 하나의 대형 윤곽 칼데라를 이루었다고 생각되는 것도 많다. 대형 칼데라의 지름은 보통 수십 km 이내이고, 1,000m 이하의 급한 경사(칼데라 벽)로 둘러싸여 있어 완만한 바깥쪽 경사와는 대조적이다. 칼데라의 형태, 규모, 구조 등은 각기 성인과 밀접한 관계가 있으며, 성인에 따라 함몰 칼데라, 폭발 칼데라, 침식 칼데라 등으로 나뉜다.[48]

4. 1. 1. 함몰 칼데라를 형성하는 분화

한 번 또는 여러 번의 폭발적인 분화로 형성되며, 분출량이 매우 많은 초대형 화산 폭발인 경우가 많다. 역사상 최대 규모의 분화는 1815년 인도네시아 탐보라 화산 폭발로, 분출량이 150 km3에 달했는데, 이는 일본 아카기산 전체 부피와 맞먹는 규모이다.[8]

함몰 칼데라의 생성 모델
크레이터 호 칼데라의 경우


대규모 화산 폭발로 화산재, 화쇄류, 부석, 용암 등 "화산 분출물"이 대량으로 분출되거나, 마그마가 지하로 이동하여 공동화(空洞化)된 지하 마그마 방에 지표면이 함몰되면서 칼데라가 형성된다. (이후 산사태로 인해 더욱 확대되기도 한다.)[48]

화산 아래의 마그마 방이 비워지면서 붕괴가 발생한다. 이는 대규모 폭발성 화산 분출(탐보라 참조)[8]의 결과일 수도 있고, 화산 사면의 분출성 분출(2007년 피통 드 라 푸르네즈 참조)[9] 또는 연결된 균열 시스템(2014~2015년 바르다르붕가 참조)[10]에서도 발생할 수 있다. 충분한 마그마가 분출되면 비워진 마그마 방은 위에 있는 화산체의 무게를 지탱할 수 없게 된다. "환상 단층"이라고 하는 대략 원형의 단층이 마그마 방 가장자리 주변에 형성되며, 이 환상 단층은 환상 암맥으로도 알려진 단층 관입의 공급원 역할을 한다.[10] 환상 단층 위에 이차 화산 분출구가 형성될 수 있다.[11] 마그마 방이 비워짐에 따라 환상 단층 내의 화산 중심부가 붕괴되기 시작하는데, 이는 단일 대격변적 분출이나 일련의 분출의 결과로 단계적으로 발생할 수 있다. 붕괴되는 총 면적은 수백 제곱킬로미터에 달할 수 있다.[6]

일본에서는 화산폭발지수가 VEI 6을 초과하는 폭발적인 폭발로 인한 함몰 칼데라 형성은 약 7300년 전 귀계 칼데라 폭발이 마지막이었으며, 그 이후로는 칼데라를 형성하는 폭발은 발생하지 않았다. 하지만, 동일 칼데라에서의 대규모 폭발은 그 사이에 수만 년~수십만 년의 기간이 있기 때문에, 장래에도 발생하지 않는다는 보장은 없다.

과거에는 칼데라가 성층화산의 정상이 폭발로 함몰되어 생긴다고 알려졌지만, 이후 연구에 의해 칼데라가 생기는 장소는 성층화산의 정상에 한정되지 않고, 원래 아무것도 없던 장소에서 거대 폭발이 일어나 칼데라가 생기는 경우도 있다는 것이 밝혀졌다. 하코네 칼데라는 후지산과 같은 거대한 성층화산의 정상에 생겼다고 생각되었지만, 20세기 말 이후의 연구에서는 "거대한 성층화산"의 존재는 부정되고 있다. 도와다호, 도야호, 쿠샤로호 등에서는 칼데라 주변은 오래된 지층으로 되어 있으며, 성층화산은 없었다고 생각된다. 또한, 아소산의 외륜산은 대부분 아소 칼데라 그 자체의 분출물로 이루어져 있으며, 역시 거대한 성층화산은 없었다고 생각된다.

4. 1. 2. 함몰 칼데라의 내부 구조

함몰 칼데라는 크게 두 가지 유형으로 나뉜다. 하나는 내부가 거의 파쇄되지 않고 피스톤처럼 낙하하는 피스톤 실린더형이고, 다른 하나는 파쇄가 진행되어 깔때기 모양의 함몰지를 형성하는 탁천형(濁川型)이다.[48] 각 유형은 여러 하위 유형으로 분류된다. 이 중 바이어스형 칼데라와 탁천형 칼데라의 내부 구조는 시추 조사 등을 통해 비교적 잘 알려져 있지만, 다른 칼데라의 경우는 아직 잘 알려지지 않은 경우가 많다. 현무암질 화산에서 자주 관찰되는 킬라우에아형 칼데라의 형성 과정은 여러 차례 관찰되었다.

많은 칼데라의 경우, 내부가 밀도가 낮은 파쇄된 암석이나 화산쇄설물로 채워져 있기 때문에 주변보다 중력이 작은 경우가 많다(저중력 이상형). 반면, 킬라우에아형 칼데라에서는 함몰부를 두꺼운 현무암질 용암류가 채우고 화산쇄설물이 적기 때문에 주변보다 중력이 큰 경우가 많다(고중력 이상형).[48]

4. 2. 말굽형 칼데라

함몰 칼데라보다 소규모 분화나 수증기 폭발, 또는 지진을 계기로 화구 주변의 산 정상이 붕괴하여 O자형 또는 U자형의 오목한 지형이 된 것을 말굽형 칼데라라고 한다. 일본에서는 반다이산(磐梯山), 조카이산(鳥海山), 홋카이도 닛세키다케(北海道駒ヶ岳)의 산체 붕괴에 의한 칼데라가 대표적인 예이다. 1980년 미국(アメリカ合衆国) 세인트헬렌스산 분화에서 붕괴 모습이 연속 사진으로 촬영되어 자세한 내용이 밝혀졌다.[48]

균형 잡힌 원추형이었던 세인트헬렌스산(Mount St. Helens)은 1980년에 대붕괴하여 말굽형 칼데라가 되었다.

4. 3. 침식 칼데라

원래는 평범한 화산체였으나, 침식 작용에 의해 화구가 크게 넓어진 것이다. 이즈반도의 유가와라 칼데라는 오래된 화산이 침식되어 생성된 침식 칼데라의 대표적인 예이다. 침식 칼데라는 화산 활동과 직접적인 관계가 없으며, 기후나 화산체를 구성하는 암석의 취약성 등 다양한 조건이 갖춰지지 않으면 형성되지 않기 때문에, 그 수가 적다.[48]

침식 칼데라의 예는 다음과 같다.

대륙국가칼데라 이름
아메리카칠레과이차네-마무타
아메리카미국 캘리포니아주테하마 산
유럽스페인타부리엔테 칼데라
오세아니아오스트레일리아 뉴사우스웨일스주, 퀸즐랜드주트위드 밸리
아시아러시아 카바르디노발카르 공화국 북카프카스 지역체젬 칼데라
아시아필리핀 바탕가스주탈 화산


5. 관련 지형

5. 1. 칼데라 분지

칼데라는 지형적으로 오목한 지형이므로 당연히 분지이지만, 다른 생성 원인의 분지와 구별해야 할 경우에는 특히 "칼데라 분지"라고 부르기도 한다. 또한, 바닥면을 '''칼데라 바닥'''이라고 부른다.[48]

5. 2. 칼데라호

칼데라호(caldera lake영어)는 칼데라의 전부 또는 대부분이 물로 채워진 호수이며[45], 칼데라 내의 국부적인 평탄한 부분에 물이 고인 호수는 화구원호라고 한다[45][46]. 육지에 있는 대부분의 칼데라는 한때 호수였으며, 현재 칼데라호가 아닌 것은 하천이 생겨 배수된 것이다.

5. 3. 외륜산

칼데라의 가장자리에 해당하는 능선 부분으로, '''칼데라 가장자리'''('''caldera rim''')라고도 한다. 외륜산 안쪽 사면은 '''칼데라 벽'''이라고 부른다. 성층화산 정상 부근이 함몰되어 생긴 칼데라는 원래 성층화산의 분출물로 이루어진다. 화산이 없던 곳에 함몰 칼데라가 생긴 경우, 외륜산은 오래된 지층이나 칼데라 생성 시 분출물로 이루어진다.[48]

5. 4. 내륜산

큰 칼데라 안에 더 작은 규모의 칼데라가 생긴 경우, 그 가장자리를 내륜산이라고 하며, 대부분 중앙화구구와 겹친다.

5. 5. 중앙화구구

칼데라 내부에 새롭게 형성된 소규모 화산을 중앙화구구라고 한다. 아소산의 중앙화구(Nakadake)나 토바 칼데라의 사모시르 섬(Samosir Island) 등이 대표적인 예이다. 칼데라 형성 후의 화산 활동은 칼데라 내부뿐만 아니라, 칼데라 가장자리나 외부에 형성되는 경우도 있다. 예를 들어 우스산(Usuzan)은 도야 칼데라(Tōya caldera)의 외부에 형성된 화산이다.

6. 칼데라의 유형

칼데라는 화산 활동으로 생긴 솥이나 냄비 모양의 커다란 분지(지름 2km 이상)이다. '칼데라'는 솥이나 냄비를 뜻하는 포르투갈어에서 유래했다.[48] 일반적인 폭발 화구는 지름이 2km를 넘지 않지만, 칼데라는 폭발 외에 함몰 등의 다른 원인으로도 만들어진다.

칼데라의 외형은 대부분 원형이나, 여러 개의 원이 합쳐져 큰 칼데라를 이루기도 한다. 대형 칼데라는 지름이 수십 km, 높이 1,000m 이하의 가파른 절벽(칼데라 벽)으로 둘러싸여 완만한 바깥쪽 경사와 대조를 이룬다.

칼데라는 생성 원인에 따라 함몰 칼데라, 폭발 칼데라, 침식 칼데라 등으로 나뉜다. 함몰 칼데라가 대부분이며 규모도 가장 크다. 함몰 칼데라는 암석 성분, 분화 형태, 지질 구조 등에 따라 킬라우에아형 칼데라, 크라카토아형 칼데라, 화산 구조성 함몰지 등으로 세분된다. 폭발 칼데라와 침식 칼데라는 드물고 규모도 작다.[48]

6. 1. 폭발성 칼데라 분출

폭발성 칼데라 분출은 이산화규소가 풍부한 마그마 방에 의해 발생한다. 이산화규소가 풍부한 마그마는 점성이 높아 현무암처럼 쉽게 흐르지 않으며, 다량의 용존 기체를 포함하고 있다. 마그마가 지표면에 가까워지면 압력 감소로 인해 가두어진 기체가 마그마에서 빠르게 거품을 일으켜 화산재 및 기타 화산쇄설물의 혼합물을 생성한다.

재와 화산 가스의 혼합물은 분출 기둥으로 대기 중으로 상승한다. 그러나 분출되는 물질의 양이 증가함에 따라 분출 기둥은 부력을 유지하기에 충분한 공기를 유입할 수 없게 되고, 지표면으로 다시 떨어지는 화산쇄설류 분천으로 붕괴되어 화쇄류를 형성한다.[10] 이러한 유형의 분출은 광대한 지역에 재를 퍼뜨릴 수 있으므로, 실리카질 칼데라 분출에 의해 형성된 화산재류 응회암은 홍수 현무암과 맞먹는 부피를 가진다. 예를 들어, 약 65만 년 전 옐로스톤 칼데라가 마지막으로 분출했을 때, 약 1,000 km³의 물질을 방출하여 북아메리카의 상당 부분을 최대 2미터의 파편으로 뒤덮었다.[17] 콜로라도주의 샌후안 산맥에 있는 라 가리타 칼데라와 같이 더 큰 칼데라를 형성하는 분출도 알려져 있는데, 약 2,780만 년 전 분출에서 5,000 km³의 피시 캐년 응회암이 분출되었다.[18][19]

이러한 분출에 의해 생성된 칼데라는 일반적으로 응회암, 리올라이트 및 기타 화성암으로 채워진다.[20] 칼데라는 화산재류 응회암(또는 '''화산재류층''')의 '''유출층'''으로 둘러싸여 있다.[21][22] 마그마가 붕괴된 마그마 방으로 계속 주입되면 칼데라 중심이 재기 돔 형태로 상승할 수 있다.

실리카질 칼데라는 단일 사건에서 수백 또는 수천 입방 킬로미터의 물질을 분출할 수 있으므로 재앙적인 환경적 영향을 미칠 수 있다. 1883년의 크라카토아[26] 또는 1991년의 피나투보 산[27]과 같은 소규모 칼데라 형성 분출조차도 상당한 지역적 파괴와 전 세계적으로 눈에 띄는 기온 하강을 초래할 수 있다.

지질 시대의 어떤 시점에서는 유문암질 칼데라가 뚜렷한 군집으로 나타났다. 이러한 군집의 잔해는 스코틀랜드의 에오세 럼 복합체,[20] 콜로라도주의 샌후안 산맥(올리고세, 마이오세, 플라이스토세 시대에 형성됨) 또는 미주리주의 생프랑수아 산맥( 프로테로조익 누대에 분출됨)과 같은 곳에서 발견될 수 있다.[28]

21세기 초에는 "칼데라 분지"나 "칼데라 호수"가 1회~수회의 폭발로 현재의 함몰 지형이 형성되었다고 생각되고 있다. 즉, 1회의 폭발의 분출량이 매우 많은 거대 폭발이었다고 추정된다. 역사상 1815년 인도네시아의 탐보라 화산 폭발에서 분출량이 150 km3에 달했는데, 이 크기는 일본의 아카기산 전체 부피에 상당한다.

일본에서는 화산폭발지수가 VEI 6을 초과하는 폭발적인 폭발로 인한 함몰 칼데라의 형성은 약 7300년 전 귀계 칼데라 폭발이 마지막이며, 그 이후로는 칼데라를 형성하는 폭발은 발생하지 않았다. 하지만, 동일 칼데라에서의 대규모 폭발은 그 사이에 수만 년~수십만 년의 기간이 있기 때문에, 장래에도 발생하지 않는다는 보장은 없다.

오래된 해설서 등에는 "칼데라란 성층화산의 정상이 폭발로 함몰하여 생긴다"라고 쓰여 있는 경우가 있지만, 그 후의 연구에 의해 칼데라가 생기는 장소는 성층화산의 정상에 한정되지 않고, 원래 아무것도 없던 장소에서 거대 폭발이 일어나 칼데라가 생기는 경우도 있다는 것이 밝혀졌다. 하코네 칼데라는 후지산과 같은 거대한 성층화산의 정상에 생겼다고 생각되었지만, 20세기 말 이후의 연구에서는 "거대한 성층화산"의 존재는 부정되고 있다. 도와다호·도야호·쿠샤로호 등에서는 칼데라 주변은 오래된 지층으로 되어 있으며, 성층화산은 없었다고 생각된다. 또한, 아소산의 외륜산은 대부분 아소 칼데라 그 자체의 분출물로 이루어져 있으며, 역시 거대한 성층화산은 없었다고 생각된다.

6. 1. 1. 발레스 칼데라

뉴멕시코주 발레스 칼데라


1968년 논문[23]에서 R.L. 스미스와 R.A. 베일리는 지질학에 재기 칼데라 개념을 처음 소개할 때 발레스 칼데라를 모델로 선택했다.[6] 발레스 칼데라는 특별히 크지는 않지만 비교적 젊고(125만 년), 잘 보존되어 있으며,[29] 재기 칼데라의 가장 잘 연구된 사례 중 하나로 남아 있다.[6] 반데리어 응회암과 같은 발레스 칼데라의 화산재류 응회암은 가장 먼저 철저히 특징이 규명된 것들 중 하나이다.[30]

6. 1. 2. 토바 칼데라

약 7만 4천 년 전, 인도네시아의 이 화산은 약 2800km3의 밀도 암석 환산량의 분출물을 방출했다. 이는 현재 진행 중인 제4기(지난 260만 년) 동안 알려진 가장 큰 규모의 분출이었으며, 지난 2천 5백만 년 동안 알려진 가장 큰 규모의 폭발적 분출이었다. 1990년대 후반, 인류학자 스탠리 앰브로즈[31]는 이 분출로 인한 화산의 겨울이 인류 개체 수를 약 2,000~20,000명으로 감소시켜 개체군 병목 현상을 초래했다고 주장했다. 최근에는 린 조르데와 헨리 하펜딩이 인류가 약 5,000~10,000명으로 감소했다고 주장했다.[32] 그러나 어떤 이론도 옳다는 직접적인 증거는 없으며, 환경에 민감한 종에서조차 다른 동물의 감소나 멸종에 대한 증거는 없다.[33] 분출 후에도 인도에서 인류의 거주가 계속되었다는 증거가 있다.[34]

7. 칼데라의 광물화 작용

일부 칼데라는 풍부한 광상을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 금속이 풍부한 유체가 칼데라를 순환하여 납, 은, 금, 수은, 리튬, 우라늄과 같은 금속의 열수 광상을 형성할 수 있다.[12] 세계에서 가장 잘 보존된 광화된 칼데라 중 하나는 캐나다 온타리오주 북서부에 있는 스터전 호 칼데라로, 약 27억 년 전 신고생대 시대에 형성되었다.[13][14] 샌 후안 화산 지대에서는 여러 칼데라와 관련된 균열에 광맥이 형성되었으며, 각 칼데라와 관련된 가장 젊고 가장 규산이 풍부한 관입암 근처에서 가장 큰 광화 작용이 일어났다.[15]

8. 지구 외 칼데라

1960년대 초부터 금성, 화성, 달, 목성의 위성 이오 등 다른 행성과 위성에서도 화산 활동이 일어났다는 사실이 알려졌다. 칼데라 구조는 이러한 행성체에서 유사하지만 크기는 상당히 다르다.

화성의 화산 활동은 타르시스와 엘리시움 두 지역에 집중되어 있으며, 표면은 용암류가 지배적이고 모두 하나 이상의 함몰 칼데라를 가지고 있다.[1] 화성에는 태양계에서 가장 높은 화산인 올림푸스 산이 있는데, 산 정상에는 6개의 중첩된 칼데라가 있다.[40]

판구조론이 존재하지 않는 금성 표면의 80%는 엄청난 용암류로 덮여 있으며, 열은 주로 암석권을 통한 전도로 손실된다. 금성에는 80개 이상의 대형 순상화산이 평균 60km 크기의 정상 칼데라를 가지고 있다.[1]

달의 칼데라와 같은 구조는 드물지만, 컴프턴-벨코비치 화산 복합체는 화산재류 칼데라로 여겨진다.[39]

이오는 조석의 영향과 이웃한 큰 위성인 유로파, 가니메데와의 궤도 공명으로 인해 발생하는 고체의 굴곡에 의해 가열되며, 지속적인 화산 활동이 일어난다. 이오에는 지름이 수십 킬로미터에 달하는 많은 칼데라가 있다.[1]

8. 1. 달

달은 수백 킬로미터 두께의 저밀도 결정질 암석으로 이루어진 외각을 가지고 있는데, 이는 빠른 생성 과정으로 인해 형성되었다. 달의 크레이터들은 시간이 흘러도 잘 보존되어 왔으며, 한때 극심한 화산 활동의 결과로 여겨졌지만, 현재는 대부분 달이 형성된 후 처음 몇억 년 동안 일어난 운석 충돌에 의해 형성된 것으로 여겨진다.[1] 약 5억 년 후, 방사성 원소의 붕괴로 인해 달의 맨틀이 광범위하게 녹을 수 있었다. 거대한 현무암 분출은 일반적으로 큰 충돌 크레이터의 바닥에서 일어났다. 또한, 지각 기저부의 마그마 저류지로 인해 분출이 일어났을 수도 있다. 이는 칼데라가 일반적으로 형성되는 것으로 알려진 순상 화산과 유사한 형태의 돔을 형성한다.[1] 칼데라와 같은 구조는 달에서 드물지만, 완전히 없는 것은 아니다. 달의 뒷면에 있는 컴프턴-벨코비치 화산 복합체는 칼데라, 아마도 화산재류 칼데라로 여겨진다.[39]

8. 2. 화성

화성의 화산 활동은 주로 타르시스와 엘리시움 두 지역에 집중되어 있다. 각 지역에는 지구에서 볼 수 있는 것과 유사한 거대한 순상화산들이 여러 개 있으며, 이는 맨틀의 열점 때문일 가능성이 높다. 표면은 용암류가 지배적이며, 모두 하나 이상의 함몰 칼데라를 가지고 있다.[1] 화성에는 태양계에서 가장 높은 화산인 올림푸스 산이 있는데, 이는 에베레스트산보다 세 배 이상 높으며 지름은 520km에 달한다. 산 정상에는 6개의 중첩된 칼데라가 있다.[40]

8. 3. 금성

판구조론이 존재하지 않는 금성에서는 열이 주로 암석권을 통한 전도에 의해 손실된다. 이는 엄청난 용암류를 발생시켜 금성 표면의 80%를 차지한다. 많은 산들은 지름 150km, 높이 2km에 달하는 거대한 순상화산이다. 이러한 대형 순상화산 80개 이상이 평균 60km 크기의 정상 칼데라를 가지고 있다.[1]

8. 4. 이오

이오는 조석의 영향과 이웃한 큰 위성인 유로파, 가니메데와의 궤도 공명으로 인해 발생하는 고체의 굴곡에 의해 가열된다. 이러한 공명은 이오의 궤도 이심률을 크게 만든다. 이오는 지속적인 화산 활동이 활발하다. 예를 들어, NASA의 ''보이저 1호''와 ''보이저 2호'' 우주선은 1979년 이오를 지나면서 분출하는 화산 9개를 감지했다. 이오에는 지름이 수십 킬로미터에 달하는 많은 칼데라가 있다.[1]

9. 주요 칼데라 목록

참조

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