아이라 칼데라

3. 화산 활동

일본 규슈 남부에 위치한 아이라 칼데라는 약 3만 년 전 대규모 분화로 형성되었다.^[3] 이 분화로 엄청난 양의 화산재와 응회암이 주변 지역에 영향을 미쳤고, 바닷물이 유입되면서 깊이 200m의 긴코 만이 만들어졌다.^[3]

아이라 칼데라는 90만 명이 넘는 인구가 거주하는 가고시마시를 둘러싸고 있다. 주민들은 소규모 분화에 대비하여 안전모를 착용하는 등 안전 조치를 취하고 있다.^[3] 또한, 교토대학 재해예방연구소 산하 사쿠라지마 화산 연구 센터에서 칼데라를 면밀히 감시하고 있어, 주민들의 안전과 활화산과의 평화로운 공존을 돕고 있다.^[3]

초기 연구에서는 칼데라의 구조가 전형적인 발레스형 칼데라와는 다른 독특한 특징을 가진다고 알려졌었다.^[3]

3. 1. 아이라 칼데라와 기리시마 화산군의 관계

3. 2. 아이라 칼데라의 팽창

4. 식생 및 동물상

사쿠라지마 화산 근처 식물들은 분화 후 다시 자란다. 일본 동백나무와 일본 검은 소나무는 가장 멀리 떨어진 곳에서 자라는 두 종류의 식물이다. 이 식물들은 다시 번식할 수 있지만, 분화 후 화산재와 부석은 견딜 수 없다. 야부니시키와 오리나무속은 화산 정상에서 중간 정도 떨어진 곳에서 발견된다. 이들은 분화 후 다시 자랄 수 있으며, 가장 멀리 떨어진 식물들보다 파괴를 더 잘 견딘다. 일본 억새와 마디풀은 화산에 가장 가까이 위치해 있다. 이들은 분화 후 빠르게 반응하여 재생 과정에서 이끼와 지의류의 초원을 형성한다. 그럼에도 불구하고 숲이 다시 자라는 데는 수년이 걸린다. 이는 사람들이 여러 시대의 서로 다른 분화로 인한 식생 변화를 관찰할 수 있게 해 준다.

가고시마만(긴코만)에는 1000종이 넘는 어류와 돌고래 개체군을 비롯하여 삿수마하오리무시 관벌레와 같은 희귀 생물을 포함한 많은 야생 동물들이 서식한다.^[3] 화산 굴뚝을 포함한 열수 분출구가 있는 해저에는 희귀 광물이 존재한다.

5. 미래 분화 가능성 및 관측

아이라 칼데라는 90만 명이 넘는 인구를 가진 가고시마시를 둘러싸고 있다. 주민들은 소규모 분화에 대해서는 크게 개의치 않는데, 그 이유는 보호를 위한 조치가 마련되어 있기 때문이다. 예를 들어, 학생들은 낙하하는 잔해로부터 보호하기 위해 안전모를 착용한다.^[3] 또한 세계 최고 수준의 첨단 화산 감시 시스템을 갖춘 재해 예방 시스템이 구축되었다. 칼데라는 현재 교토대학 재해예방연구소 산하 사쿠라지마 화산 연구 센터에서 면밀하게 감시하고 있다.^[3] 이를 통해 주민들의 안전을 확보하고 가고시마 주민들과 활화산 칼데라의 평화로운 공존을 가능하게 한다.

아이라 칼데라 아래에 있는 마그마 저장소는 사쿠라지마 성층화산에 마그마를 공급하며 시간이 지남에 따라 팽창해 왔다. 그러나 압력 해소로 인한 분출로 인해 마그마 저장소가 수축하는 시점도 있었는데, 이는 응력 변화만으로는 설명할 수 없다. 따라서 이는 기리시마가 마그마를 보충할 때 아이라 시스템에서 마그마가 빠져나간 결과로 설명되어 왔다. 대표적인 예로 1914년 사쿠라지마 분화(약 1.5km³ 규모)가 있는데, 이로 인해 마그마 저장소가 60cm 가라앉았다. 이 분화로 58명이 사망했다.^[16] 제임스 히키 박사와 공동 저자들에 따르면, 이 정도 양의 마그마가 분출되려면 마그마 저장소가 다시 채워지는 데 약 130년이 걸린다.^[3]

지반 움직임에 대한 지속적인 측정은 이 지역이 현재 팽창하고 있음을 나타낸다. 최근 GPS 변형 측정은 지구물리학적 데이터와 컴퓨터 모델링과 결합하여 칼데라 아래 마그마 시스템을 재구성할 수 있게 해준다.

마그마는 사쿠라지마 화산이 분출하는 것보다 더 빠른 속도로 마그마 저장소를 채우고 있다. 매년 1400만m³의 마그마가 시스템에 공급되면서 저수지가 팽창하고 있다.^[3] 교토대학 재해예방연구소의 나카미치 하루히사 준교수는 "1914년 분화 이후 100년이 지났고, 다음 대규모 분화가 예상되는 시점까지 30년도 채 남지 않았습니다. 가고시마시청은 2015년 8월 위기 대피 경험을 바탕으로 사쿠라지마에서 새로운 대피 계획을 준비하고 있습니다."라고 말했다.^[3]

도미니크 레미 박사가 이끄는 과학자 그룹은 합성개구레이더(SAR)를 사용하여 고쿠부 도시 지역 위 아이라 칼데라의 팽창 수준을 감지했다. 그들은 고쿠부 지표면 패턴의 변화를 관찰했다. 칼데라의 변형장 모델을 통해 1995년과 1998년 사이에 "최대 2000만m³~3000만m³의 체적 증가"가 예측된다. 그들은 칼데라 중앙에서 약 70mm, 고쿠부 남부 도시 지역에서 약 40mm의 팽창을 추론했다.^[3]

현재도 칼데라 내부에는 와카존 등의 해저화산이나 하야토 삼섬(카미조섬) 등의 화산섬이 형성되어 있으며 분기 활동이 관찰된다.

지하 100km의 플레이트 경계에서 만들어진 마그마가 상승하여 칼데라 중앙부 지하 10km에 마그마 덩어리를 형성하고 있다.

일본 원자력규제위원회가 칼데라 해저의 상시 관측 준비에 착수하고 있다. 원자력발전소 사고를 방지하기 위한 기준 마련을 위해, 파국적인 분화를 일으킬 가능성이 있는 칼데라에 대한 지식을 축적하는 것이 목적이다.^[33]

참조

_[1] 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[...]
_[2] 논문 Improved 14 C dating of a tephra layer (AT tephra, Japan) using AMS on selected organic fractions https://www.research[...]
_[3] 웹사이트 About http://www.sakurajim[...] n.d.
_[4] 뉴스 Magma accumulation highlights growing threat from Japanese volcanoes https://phys.org/new[...] 2016-09-13
_[5] 논문 Inflation of the Aira Caldera (Japan) detected over Kokubu urban area using SAR interferometry ERS data https://www.research[...] 2007-02-17
_[6] 웹사이트 Aira https://comet.nerc.a[...] n.d.
_[7] 논문 Chronological study on widespread tephra and volcanic stratigraphy of the past 100,000 years https://www.jstage.j[...] 2019-04-15
_[8] 논문 Turbulent transport and deposition of the Ito pyroclastic flow: Determinations using anisotropy of magnetic susceptibility https://agupubs.onli[...]
_[9] 논문 Formation of the Aira Caldera, southern Kyushu, ~22,000 years ago https://agupubs.onli[...] 1984-09-30
_[10] 웹사이트 IAVCEI 2013 Scientific Assembly A Guide for Mid-Conference Field Trip https://fdocuments.i[...]
_[11] 논문 Accumulation of rhyolite magma and triggers for a caldera-forming eruption of the Aira Caldera, Japan https://link.springe[...]
_[12] 논문 Calderas of Kyusyu https://www.oregonge[...] 1965-08-28
_[13] 웹사이트 Publication of the distribution maps of large-volume ignimbrites in Japan - geological data show the impact of large-scale eruptions https://www.gsj.jp/e[...] GSJ/AIST 2022-01-25
_[14] 논문 Volcanic Unrest at Taupō Volcano in 2019: Causes, Mechanisms and Implications 2021-06-01
_[15] 논문 Geodetic evidence for interconnectivity between Aira and Kirishima magmatic systems, Japan 2018-06-28
_[16] 뉴스 Magma accumulation highlights growing threat from Japanese volcanoes https://phys.org/new[...] 2016-09-13
_[17] 웹사이트 若尊[わかみこ] Wakamiko（鹿児島県） https://www.data.jma[...] 気象庁
_[18] 간행물 姶良カルデラ周辺部の火山活動の時間空間変遷 https://doi.org/10.1[...] 日本火山学会 2001-10-01
_[19] 논문 10万～3万年前の姶良カルデラ火山のテフラ層序と噴火史 https://doi.org/10.5[...] 2001-07-15
_[20] 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 http://www.sciencedi[...] 2013-05-01
_[21] 간행물 大隅降下軽石に伴う垂水火砕流の発生・堆積様式 https://doi.org/10.1[...] 2000-08-28
_[22] 간행물 妻屋火砕流の噴出堆積機構と噴火地点について https://doi.org/10.1[...] 日本火山学会 1996-11-05
_[23] 웹사이트 大規模火砕流分布図 No. 1 姶良カルデラ入戸火砕流堆積物分布図 https://www.gsj.jp/M[...] 産業技術総合研究所 2022
_[24] 간행물 姶良カルデラ周縁部に分布する火山岩のK‐Ar年代測定-爆発的な姶良火砕噴火以前の火山活動史- https://hdl.handle.n[...] 京都大学防災研究所 2000
_[25] 논문 南九州，鹿児島リフトの第四系 https://doi.org/10.5[...] 2014
_[26] 논문 鹿児島湾北岸地域, 中期更新世国分層群の層序と火山-構造性イベント堆積物 https://doi.org/10.5[...] 2000
_[27] 논문 姶良カルデラ妻屋火砕流堆積物の特徴，噴出量と給源 https://doi.org/10.1[...] 2016
_[28] 웹사이트 平成31年度原子力規制庁委託成果報告書 巨大噴火プロセス等の知見整備に係る研究 https://www.nsr.go.j[...] 産業技術総合研究所 2020
_[29] 문서
_[30] 웹사이트 29）桜島－姶良カルデラ https://www.gsj.jp/d[...] 産業技術総合研究所
_[31] 웹사이트 日本に分布する第四紀後期広域テフラの主元素組成 － K{{sub|2}}O-TiO{{sub|2}} 図によるテフラの識別 https://www.gsj.jp/d[...] 産業技術総合研究所
_[32] 웹사이트 90. 桜島 https://www.data.jma[...] 気象庁
_[33] 뉴스 姶良カルデラ海底観測 規制委員、原発審査に活用 https://mainichi.jp/[...] 毎日新聞 2019-01-08