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스트롬볼리식 분화

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목차

1. 개요

스트롬볼리식 분화는 화산 가스의 거품이 마그마 기둥을 상승하면서 압력 감소로 거품이 파열되어 마그마 조각이 분출되는 현상이다. 이 분화는 수십 초에서 수 분 간격으로 발생하며, 화산탄과 테프라(화산 쇄설물)를 주로 분출하고 화산재는 적게 분출한다. 용암은 하와이식 분화에 비해 점성이 높고, 굳어진 화산 쇄설물이 쌓여 원추형 화쇄구를 형성한다. 격렬한 스트롬볼리식 분화는 더 높은 마그마 가스 함량과 관련되어 더 폭발적인 특징을 보이며, 지속적인 용암 분출, 장거리 용암류, 높은 분화 기둥, 심한 화산재 낙하를 동반할 수 있다. 스트롬볼리산, 파리쿠틴 산, 에레부스 산 등이 대표적인 스트롬볼리식 화산이며, 수개월에서 수년간 지속되는 활동을 보이기도 한다.

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스트롬볼리식 분화
개요
유형화산 폭발
특징상대적으로 약한 폭발 강도
가스 폭발에 의한 간헐적인 분출
화산 폭발 지수1-2 (VEI)
명칭
명칭 유래스트롬볼리 섬의 화산 활동에서 유래
영어Strombolian eruption
일본어ストロンボリ式噴火 (Sutoronbori-shiki funka)
한국어스트롬볼리식 분화
특징
폭발 강도약함
분출물스코리아
화산탄
화산재
분출 형태간헐적인 폭발과 용암 분출
마그마현무암질
안산암질
가스 함량높음
점성낮음
활동 메커니즘
원인마그마 내 가스 방출 및 축적
과정가스 거품 형성 및 성장
거품 병합 및 상승
마그마 표면에서 가스 폭발
가스 성분이산화황
이산화탄소
수증기
폭발 유형
일반적인 폭발가스 방출로 인한 폭발
작은 스코리아와 화산탄 분출
슬러그 구동 폭발마그마 슬러그 상승 및 폭발
더 큰 폭발과 높은 분출 기둥 형성 가능
예시
화산스트롬볼리 화산
에트나 산
킬라우에아 화산
기타다른 화산에서도 관찰 가능
추가 정보
참고 자료Cosmos online 기사

2. 분화 메커니즘 및 분출물

스트롬볼리식 분화는 화도 내 마그마 기둥을 따라 올라오는 화산 가스 거품이 지표 근처에서 압력이 낮아지면서 터져 발생한다. 이 과정에서 마그마 조각들이 분출되어 화산탄, 화산재 등을 만들고, 용암류가 함께 분출되기도 한다. 분화는 수십 초에서 수 분 정도의 간격을 두고 발생하는 경우가 많은데, 이는 화산 가스 거품이 화도 내를 올라오는 시간 차이 때문이다.[13][14]

분출되는 화산 쇄설물(테프라)은 처음에는 고온으로 붉게 빛나지만, 공중에서 빠르게 식어 표면이 검은색을 띤다. 땅에 떨어질 때는 이미 굳어진 상태인 경우가 많다. 화산탄과 화산 쇄설물은 많이 분출되지만, 화산재는 상대적으로 적게 나온다. 굳어진 화산 쇄설물은 화구 주변에 쌓여 절리퇴적층을 형성하고, 이로 인해 안식각에 가까운 경사를 가진 원추형 화쇄구가 만들어진다. 마그마 수위가 높아지면 용암이 화구에서 넘쳐흐르거나, 화쇄구 측면이나 밑부분에서 용암류가 흘러나오기도 한다.

용암은 하와이식 분화에 비해 점성이 더 크다. 하와이식 분화는 화쇄물을 거의 만들지 않고 화쇄구도 형성되지 않지만, 스트롬볼리식 분화는 화쇄구를 만들 만큼의 화쇄물을 생성한다. 그러나 용암류가 함께 분출되는 경우, 화쇄물보다 용암류의 양이 더 많은 경우도 흔하다.

2. 1. 분화 메커니즘

화산 가스 거품이 화도 내의 마그마 기둥을 상승하고, 지표 부근에서 압력이 낮아져 거품이 파열되면서 마그마 조각을 분출하는 방식으로 스트롬볼리식 분화가 발생한다. 거품이 화도 내를 상승하는 시간차 때문에, 분화는 수십 초에서 수 분 정도의 간격을 보이는 경우가 많다.[13][14]

2. 2. 분출물

화산 쇄설물(테프라)은 분출 시에는 고온으로 붉게 빛나지만, 공중에서 바로 표면이 냉각되어 검은색을 띠며, 착지 시에는 굳어져 있는 경우가 많다. 화산 쇄설물이나 화산탄이 많지만, 화산재의 분출은 적다.[13][14] 스트롬볼리식 분화로 형성된 화쇄구가 원추대가 되는 것은, 굳어진 화산 쇄설물이 구르면서 화구 주변에 절리퇴적층을 만들고, 안식각에 가까운 경사각의 사면을 만들기 때문이다. 마그마 수위가 상승하여 화구에서 용암이 넘쳐흐르기도 하며, 화쇄구의 측면이나 밑부분에서 용암류가 유출되는 경우도 많다.

용암은 하와이식 분화와 비교하면 점성이 크다. 화산 쇄설물(화쇄물)의 생성량으로 둘을 비교하면, 하와이식 분화는 화쇄물을 거의 생성하지 않고 화쇄구를 만들지 않는 데 반해, 스트롬볼리식 분화는 화쇄구를 만들 정도의 화쇄물을 생성한다. 다만 용암류를 동반하는 경우에는 화쇄물보다 용암류의 분출량이 많은 경우가 드물지 않다.

3. 격렬한 스트롬볼리식 분화

일반적인 스트롬볼리식 분화보다 더 강력한 형태를 "격렬한 스트롬볼리식 분화"라고 한다. 이는 마그마의 가스 함량이 더 높아 도관 내에서 난류 흐름을 일으켜 더 강력하고 빈번한 폭발을 유발하기 때문이다.[2][4]

2013년 에트나 산의 패러독심

3. 1. 특징

가장 강력한 스트롬볼리식 분화는 때때로 화산학자들이 "격렬한 스트롬볼리식" 분화라고 부른다.[2] 이러한 분화는 마그마의 가스 함량이 더 높은 것과 관련이 있으며, 이는 도관 내에서 난류인 처언 흐름 체제를 유발하여 더 강력하고 훨씬 더 빈번한 폭발을 일으킨다.[4]

격렬한 스트롬볼리식 분화는 일반적인 분화보다 더 폭발적인 특성을 가지며(최대 VEI 3),[5] 지속적인 용암 분출,[4] 장거리 용암류,[6] 수 킬로미터 높이의 분화 기둥,[2] 그리고 심한 화산재 낙하를 발생시킬 수 있다.[7] 드물게, 격렬한 스트롬볼리식 분화는 준 플리니식 분화로 전환될 수도 있다.[8]

3. 2. 사례



격렬한 스트롬볼리식 분화의 예시로는 에트나 산의 패러독심,[9] 파리쿠틴 산의 1943-1952년 분화,[2] 2021년 쿰브레 비에하 화산 분화,[7] 1631년에서 1944년 사이에 베수비오 산에서 발생한 다양한 분화 등이 있다.[10]

4. 스트롬볼리식 분화의 특징

스트롬볼리식 분화는 강한 폭발이 없어 화도의 마그마 공급 시스템이 파괴되기 어렵기 때문에 장기간(수개월~수년)에 걸쳐 활동하는 경우가 드물지 않다. 이 분화가 계속되면 원추대 형태의 화쇄구(대부분 스코리아구)가 형성된다[11]. 마그마 조성은 현무암에서 안산암의 화산에서 자주 관찰된다.

이 형식에 속하는 화산으로는 스트롬볼리산 외에도 파리쿠틴 산, 에레부스 산 등이 있다. 일본의 예로는 최근 니시노시마의 2013년부터 이어진 분화를 들 수 있다[12]. 아소 산 중앙 화구구에 있는 코메즈카 스코리아구도 수천 년 전 스트롬볼리식 분화로 형성되었다[11].

5. 대표적인 스트롬볼리식 화산

스트롬볼리 산(이탈리아), 파리쿠틴 산(멕시코), 에레부스 산(남극)은 스트롬볼리식 분화의 대표적인 예이다. 일본에서는 니시노시마에서 2013년부터 스트롬볼리식 분화가 계속되고 있다.[12] 아소 산의 중앙 화구구에 있는 코메즈카 스코리아구 역시 수천 년 전 스트롬볼리식 분화로 형성되었다.[11]

참조

[1] 논문 The Volcanic Explosivity Index (VEI): An Estimate of Explosive Magnitude for Historical Volcanism 1982-02-20
[2] 논문 Magmatic Gas Composition Reveals the Source Depth of Slug-Driven Strombolian Explosive Activity 2007-07-13
[3] 웹사이트 Volcanoes belch 'slugs' from deep underground http://www.cosmosmag[...] Cosmos online 2007-07-17
[4] 논문 Infrasound reveals transition to oscillatory discharge regime during lava fountaining: Implication for early warning https://agupubs.onli[...] 2013-06-28
[5] 논문 Ash fallout scenarios at Vesuvius: Numerical simulations and implications for hazard assessment https://www.scienced[...] 2008-12-20
[6] 논문 The 2021 eruption of the Cumbre Vieja volcanic ridge on La Palma, Canary Islands https://onlinelibrar[...] 2022
[7] 논문 Volcanic Ash from the Island of La Palma, Spain: An Experimental Study to Establish Their Properties as Pozzolans 2023
[8] 서적 Chapter 29 - Plinian and Subplinian Eruptions https://www.scienced[...] Academic Press 2024-01-08
[9] 논문 Quantifying Strombolian Activity at Etna Volcano 2022
[10] 논문 Persistent activity and violent strombolian eruptions at Vesuvius between 1631 and 1944 https://www.scienced[...] 2008-03-10
[11] 웹사이트 フィールド火山学 ストロンボリ式噴火とスコリア丘 http://www.hayakaway[...] 群馬大学 早川由紀夫 2016
[12] Youtube 小笠原西之島火山の噴火活動（平成26年11月14日） https://www.youtube.[...] 産総研広報 2016
[13] URL http://www.sciencema[...]
[14] URL http://www.cosmosmag[...]


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