토바호
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1. 개요
토바호는 수마트라 북부에 위치한 세계에서 가장 큰 칼데라 호수이다. 이 호수는 100km x 30km 크기의 거대한 칼데라로, 약 7만 4천 년 전 발생한 초대형 화산 폭발로 형성되었으며, 주변 지역은 2020년 유네스코 세계 지질공원으로 지정되었다. 호수 주변에는 바탁족이 거주하며, 전통 가옥과 민담이 전해진다. 2018년에는 페리 침몰 사고로 160명 이상이 사망하는 사고가 발생하기도 했다. 현재 토바호는 마그마 방이 발견되어 분화 가능성이 제기되고 있으며, 주변 지역은 관광지로도 활용되고 있다.
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| 토바호 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 기본 정보 | |
| 위치 | 발리게, 북수마트라 |
| 좌표 | |
| 종류 | 화산/지각호 |
| 유출 | 아사한 강 |
| 유역 | 아사한 토바 유역 |
| 길이 | 100km |
| 너비 | 30km |
| 면적 | 1130 km² |
| 깊이 | 216m |
| 최대 깊이 | 505m |
| 부피 | 244 km³ |
| 해발고도 | 905m |
| 섬 | 사모시르 시반당 |
| 도시 | 암바리타 팡구루란 |
| 지질학적 정보 | |
| 형성 원인 | 칼데라호 |
| 관련 정보 | |
| UNESCO 세계지질공원 | 2020년 칼데라 토바가 UNESCO 세계지질공원으로 인정 자카르타 포스트 기사 템포 기사 자카르타 포스트 기사 콤파스 기사 |
| 주요 분화 | 약 74,000년 전 대규모 분화 BBC 기사 |
| 추가 정보 | 저널 레이크넷 네이쳐 PNAS |
2. 지질
수마트라 북부에 있는 토바 칼데라는 수마트라 화산대에 인접한 네 개의 화산 분화구가 겹쳐져 있으며, 100kmx30km 크기의 세계에서 가장 큰 제4기 칼데라이다. 이 칼데라는 세 개의 더 오래된 칼데라와 교차한다. 최근 지질학적 역사상 가장 큰 폭발적인 화산 폭발 중 하나로, 가장 어린 토바 응회암으로 알려진 약 2800km3의 고밀도 암석 등가물의 화산쇄설물이 방출되었다.[12] 이 폭발 이후, 새로운 칼데라 내부에 재생 돔이 형성되어 세로 방향의 지구대에 의해 분리된 두 개의 반구형 돔이 합쳐졌다.[13]
호수에는 최소한 네 개의 콘, 네 개의 성층화산, 그리고 세 개의 분화구가 보인다. 칼데라 북서쪽 가장자리에 있는 탄둑베누아 콘은 식물이 드물어 수백 년의 젊은 나이를 나타낸다. 또한 칼데라 남쪽 가장자리에 있는 푸수부킷(언덕 중심) 화산(1971m 해발)은 솔파타라 활동을 하고 있다.[14]
토바 화산 폭발(토바 사건)은 현재 토바 호가 있는 곳에서 약 7만 3700±300년 전에 발생했다.[15] 이는 이 지역에서 발생한 적어도 네 번의 칼데라 형성 폭발 중 마지막 것이었으며, 이전에 알려진 칼데라 형성은 약 120만 년 전에 발생했다.[29] 이 마지막 폭발은 화산폭발지수(VEI)가 8로 추정되며, 이는 제4기에서 알려진 가장 큰 규모의 폭발성 화산 폭발이다.
미시간 공과대학교의 윌리엄 I. 로즈(Bill Rose)와 크레이그 체스너는 이 폭발로 방출된 물질의 총량이 최소 2800km³[16]에 달했을 것으로 추정했다. 지표면을 따라 흐른 약 2000km³의 이그님브라이트와 서쪽으로 대부분 떨어진 약 800km³의 화산재가 포함된다. 그러나 더 많은 노두가 발견됨에 따라 토바 화산은 3200km³의 이그님브라이트와 이그님브라이트 동반물질을 분출했을 가능성이 있다. 이 폭발의 화쇄류는 최소 20,000km²의 면적을 파괴했으며, 주 분화구 근처에는 두께가 600m에 달하는 화산재가 쌓였다.[16] 이 폭발은 남아시아 전체에 두께 약 15cm의 화산재층을 쌓을 만큼 규모가 컸으며, 인도 중부의 한 지점에서는 토바 화산재층이 현재 최대 6m 두께이고,[17] 말레이시아 일부 지역은 9m 두께의 화산재로 덮였다.[18]
그 후 함몰로 인해 칼데라가 형성되었고, 그곳에 물이 고여 토바 호가 만들어졌다. 호수 중앙의 섬은 재생 돔으로 형성되었다.
폭발의 정확한 연도는 알려져 있지 않지만, 화산재 퇴적 패턴은 여름 계절풍만이 남중국해에 토바 화산재를 퇴적시킬 수 있었기 때문에 북반구 여름에 발생했음을 시사한다.[19] 폭발은 아마도 2주 동안 지속되었고, 그 후에 온 화산의 겨울은 몇 년 동안 평균 지구 기온을 3°C에서 3.5°C 낮추었다. 그린란드의 빙핵은 유기 탄소 격리의 극적으로 감소된 수치의 맥박을 기록하고 있다. 동남아시아의 식물이나 동물은 거의 살아남지 못했을 것이며, 이 폭발이 전 지구적인 대량 멸종을 일으켰을 가능성이 있다. 그러나 전 지구적 냉각은 람피노와 셀프에 의해 논의되었고, 토바 화산 폭발 전에 이미 냉각이 시작되었다는 결론을 내렸다. 레인과 지엘린스키도 토바 화산 폭발 후 화산의 겨울이 없었고, 높은 황산(H₂SO₄) 퇴적물이 장기적인 영향을 미치지 않는다는 결론을 내렸다.[20][21] 또한, 마그마 내 황의 용해도가 낮기 때문에 휘발성 물질의 배출과 기후 영향은 제한적일 가능성이 높다.[22]
미토콘드리아 DNA 연구의 증거는 인류가 이 시기에 유전적 병목 현상을 거쳤음을 시사한다. 1998년 일리노이대 어배너-샴페인 캠퍼스의 스탠리 H. 앰브로즈는 토바 격변설을 통해 토바 화산 폭발의 영향으로 인류의 개체 수가 몇 만 명으로 감소했을 수 있다고 주장했다.[23] 그러나 이 가설은 다른 동물 종에 대한 유사한 영향이 관찰되지 않았고, 고인류학은 인구 병목 현상이 없었음을 시사하기 때문에 널리 받아들여지지 않고 있다.[24][25] 유전적 병목 현상은 현재 실제 인구 감소가 아니라 현생 인류의 최근 아프리카 기원의 창시자 효과로 인식되고 있다.[26]
토바 호는 수마트라 단층 근처에 있으며, 1987년 호수 남쪽 해안에서 11km 깊이에서 대규모 지진이 발생했다.[28] 1892년, 1916년, 1920년~1922년에도 이러한 지진이 기록되었다.[29] 2016년에는 토바 슈퍼화산 지하 약 30km에서 50km에 50000km3의 분출 가능한 마그마가 있는 마그마 방이 있다는 연구 결과가 나왔다.[30]
우주왕복선 고도 데이터 사용.
2. 1. 형성 과정
수마트라 북부에 있는 토바 칼데라는 수마트라 화산대에 인접한 네 개의 화산 분화구가 겹쳐 있는 곳이다. 100kmx30km 크기로 세계에서 가장 큰 제4기 칼데라이며, 네 번째이자 가장 어린 칼데라이다. 이 칼데라는 세 개의 더 오래된 칼데라와 교차한다. 최근 지질학적 역사상 가장 큰 폭발적인 화산 폭발 중 하나 동안, 가장 어린 토바 응회암으로 알려진 약 2800km3의 고밀도 암석 등가물의 화산쇄설물이 방출되었다.[12] 이 폭발 이후, 새로운 칼데라 내부에 재생 돔이 형성되어 세로 방향의 지구대에 의해 분리된 두 개의 반구형 돔이 합쳐졌다.[13]호수에는 최소한 네 개의 콘, 네 개의 성층화산, 그리고 세 개의 분화구가 보인다. 칼데라 북서쪽 가장자리에 있는 탄둑베누아 콘은 식물이 드물어 수백 년의 젊은 나이를 나타낸다. 또한 칼데라 남쪽 가장자리에 있는 푸수부킷(언덕 중심) 화산(1971m 해발)은 솔파타라 활동을 하고 있다.[14]
토바 칼데라는 매우 긴 휴지 기간을 거쳐 4차례의 초대형 분화(폭발적 분화)에 의해 형성된 것으로 생각된다.
7만 4천 년 전의 분화는 옐로스톤 국립공원의 허클베리 릿지 화산재(Huckleberry Ridge Tuff, 마그마 분출량 2450㎦[45])를 분출한 분화(208만 년 전)와 함께 세계 최대급 분화였다. 이 분화로 인한 화산재는 인도와 파키스탄에서는 5~7cm, 중국 남부에서는 수 cm 두께로 각각 퇴적되었고, 동인도양과 벵골 만의 해저, 그리고 그린란드의 빙상 코어에서도 검출되었다.[46]
다량의 마그마 분출로 지반이 침하하여 토바호를 형성하는 칼데라가 생겼다. 그 후, 마그마의 상승으로 사모시르 섬(토바호에서 가장 큰 섬)이 생겼다. 토바호는 세계 최대의 칼데라 호수이다.
1949년, 네덜란드의 지구과학자 레이나우트 판 벤멜렌은 토바호가 화쇄류 퇴적물층으로 둘러싸인 칼데라라고 보고했다. 후속 조사에 따르면, 분화에 의한 화쇄류는 주변 2만 ㎢를 덮었고, 중국 남부에서는 수 cm, 인도 대륙에서도 15cm 두께의 화산재층이 보고되었다.[43] 또한 해양학자에 의해 동인도양과 벵갈 만에서 토바호에 있는 것과 같은 화산재가 검출되었다.
이 분화와 동시기에 인류의 DNA 다양성이 현저하게 감소하는 ‘병목 현상(유전자 다양성 감소)’이 관찰되는 것으로부터, 이 분화로 당시 인류의 대부분이 사망했다는 설(토바 재앙설)도 있다.
이 분화 후, 토바 칼데라에서는 역사에 남을 만한 큰 분화는 없었지만, 몇 차례 큰 지진이 발생했다. 1987년에는 남안에서 지진이 발생했다. 또한 수마트라섬 서쪽 해안에 단층이 있어, 몇 차례 큰 지진을 일으켰다. 여기에는 2004년 수마트라섬 해저 지진과 2005년 수마트라섬 서쪽 해저 지진도 포함된다.
2. 2. 지질학적 특징
수마트라 북부에 있는 토바 칼데라는 수마트라 화산대에 인접한 네 개의 화산 분화구가 겹쳐 있는 곳이다. 100kmx30km 크기로 세계에서 가장 큰 제4기 칼데라이며, 네 번째이자 가장 어린 칼데라이다. 이 칼데라는 세 개의 더 오래된 칼데라와 교차한다. 최근 지질학적 역사상 가장 큰 폭발적인 화산 폭발 중 하나 동안, 가장 어린 토바 응회암으로 알려진 약 2800km3의 고밀도 암석 등가물의 화산쇄설물이 방출되었다.[12] 이 폭발 이후, 새로운 칼데라 내부에 재생 돔이 형성되어 세로 방향의 지구대에 의해 분리된 두 개의 반구형 돔이 합쳐졌다.[13]호수에는 최소한 네 개의 콘, 네 개의 성층화산, 그리고 세 개의 분화구가 보인다. 칼데라 북서쪽 가장자리에 있는 탄둑베누아 콘은 식물이 드물어 수백 년의 젊은 나이를 나타낸다. 또한 칼데라 남쪽 가장자리에 있는 푸수부킷(언덕 중심) 화산(1971m 해발)은 솔파타라 활동을 하고 있다.[14]
토바호의 바로 남서쪽을 호수와 나란히 수마트라 단층이 지나고 있으며, 이 단층은 랜드샛 위성 영상에서도 확인할 수 있다. 호수 서쪽에 두 개의 녹색 언덕 사이로 비스듬히 일직선으로 뻗은 계곡이 수마트라 단층이다. 이 지역은 활단층 지대일 뿐만 아니라, 일본의 도호쿠 지방이나 홋카이도와 마찬가지로 "판의 섭입에 기인하는 화산 지대"이기도 하다. 수마트라 단층은 토바호 주변에서 남쪽이 부풀어 오른 형태로 곡선을 이루고 있으며, 이 곡선 부분에 여러 개의 우수향 주향이동 단층이 나란히 있는 '''풀어파트(pull-apart) 부분'''이 존재한다고 추정된다. 풀어파트 부분은 나란히 있는 단층 사이에 거대한 공간을 만들 수 있으며, 여기에 매우 많은 마그마를 안정적으로(자주 분화하지 않고) 축적할 수 있다. 토바호는 이러한 특수한 구조 때문에 분화 간격은 길지만 일단 분화하면 다른 칼데라 화산에 비해 대규모 분화를 일으키는 화산으로 생각된다.[41]
2020년에 유네스코 세계 지질공원으로 지정되었다.[42]
토바 칼데라는 매우 긴 휴지 기간을 거쳐 4차례의 초대형 분화(폭발적 분화)에 의해 형성된 것으로 생각된다.
7만 4천 년 전에 발생한 최근의 초대형 분화는 208만 년 전에 발생한 북아메리카 대륙 옐로스톤 국립공원의 허클베리 릿지 화산재(Huckleberry Ridge Tuff)를 분출한 초대형 분화(마그마 분출량 2450㎦ DRE[45])와 함께 세계 최대급 분화였다. 이 분화로 인한 화산재는 인도와 파키스탄에서는 5~7cm, 중국 남부에서는 수 cm의 두께로 각각 퇴적되었고, 동인도양과 벵갈 만의 해저에서, 그리고 그린란드의 빙상 코어에서도 검출되어 지구 곳곳에 쌓였던 것이 확인되었다.[46]
다량의 마그마가 분출된 결과 지반이 침하하여 토바호를 형성하는 칼데라가 생겼다. 그 후, 다른 많은 대형 칼데라와 마찬가지로 마그마의 상승이 있었고, 사모시르 섬(토바호에서 가장 큰 섬)이 생겼다. 토바호는 세계 최대의 칼데라 호수이다.
1949년, 네덜란드의 지구과학자 레이나우트 판 벤멜렌은 토바호가 화쇄류 퇴적물층으로 둘러싸인 칼데라라고 보고했다. 후속 조사에 따르면, 분화에 의한 화쇄류는 주변 2만 ㎢를 덮었고, 중국 남부에서는 수 cm, 인도 대륙에서도 15cm 두께의 화산재층이 보고되었다.[43] 또한 해양학자에 의해 동인도양과 벵갈 만에서 토바호에 있는 것과 같은 화산재가 검출되었다.
이 분화와 동시기에 인류의 DNA 다양성이 현저하게 감소하는 ‘병목 현상(유전자 다양성 감소)’이 관찰되는 것으로부터, 이 분화로 당시 인류의 대부분이 사망했다는 설도 있다(토바 재앙설).
이 분화 후, 토바 칼데라에서는 역사에 남을 만한 큰 분화는 없었지만, 몇 차례 큰 지진이 발생했다. 1987년에는 남안에서 지진이 발생했다. 또한 수마트라 서쪽 해안에 단층이 있어, 몇 차례 큰 지진을 일으켰다. 여기에는 2004년 수마트라섬 해저 지진과 2005년 수마트라섬 서쪽 해저 지진도 포함된다. 특히 후자는 진원지가 토바호에서 320km 떨어진 곳에서 발생했다.
2. 3. 최근 활동
최근 호수 밑에서 마그마가 발견되어 분화 여부도 제기되고 있다. 토바호는 수마트라섬 단층선 위에 있는데, 만약 단층선이 활동을 시작할 경우 대폭발이 일어날 수 있다. 토바호는 120만 년 전부터 7만 4천 년 전까지 4차례 분화하였는데, 그중 가장 강력하고 인류 멸망 직전까지 몰고 간 분출은 7만 4천 년 전의 대분출이다.[12][13][14]약 7만 년 전 대규모 분출 이후에도 토바에서는 더 작은 규모의 분출이 여러 차례 발생했다. 칼데라 남서쪽 가장자리에는 푸수크부킷(Pusukbukit)이라는 작은 콘과 용암돔이 형성되었다. 가장 최근의 분출은 칼데라 북서쪽 가장자리에 있는 탄둑베누아(Tandukbenua)에서 발생했을 가능성이 있는데, 이는 최근 수백 년 내 분출로 인한 것일 수 있는 식생 부족으로 추측된다.[27]
마그마 방의 부분적인 재충전으로 인해 칼데라의 일부 지역이 융기되었는데, 예를 들어 사모시르 섬과 울라안 반도(Uluan Peninsula)가 호수 표면 위로 솟아올랐다. 사모시르 섬의 호수 퇴적물은 대격변 분출 이후 최소 450m 융기되었음을 보여준다.[29] 이러한 융기는 매우 큰 칼데라에서 흔히 볼 수 있는 현상으로, 지하 마그마의 상향 압력 때문인 것으로 보인다. 토바는 아마도 지구상에서 가장 큰 재활성 칼데라일 것이다. 최근 화산 부근, 특히 1987년 호수 남쪽 해안에서 11km 깊이에서 대규모 지진이 발생했다.[28] 1892년, 1916년, 1920년~1922년에도 이러한 지진이 기록되었다.[29]
2016년 한 연구에 따르면 토바 슈퍼화산에는 지하 약 30km 에서 50km에 50000km3의 분출 가능한 마그마가 있는 마그마 방이 있다고 밝혀졌다.[30] 이는 북미의 슈피리어호(Lake Superior) 부피의 4배가 넘고 옐로스톤 아래 마그마 방보다도 크다.[31]
토바 호는 수마트라 중앙을 따라 뻗어 있는 수마트라 단층대(Sumatra fracture zone) 근처에 위치해 있다.[29] 수마트라와 자바의 화산은 순다 열도(Sunda Arc)의 일부이며, 동쪽으로 이동하는 유라시아판(Eurasian plate) 아래로 미끄러져 들어가는 북동쪽으로 이동하는 인도-오스트레일리아판(Indo-Australian plate)의 결과이다. 이 지역의 섭입대는 매우 활발하다. 1995년 이후 수마트라 서해안 근처 해저에서는 규모 9.1의 2004년 인도양 지진과 규모 8.7의 2005년 니아스-시멀루에 지진(2005 Nias–Simeulue earthquake)을 포함한 여러 차례의 대규모 지진이 발생했는데, 이들의 진앙은 토바에서 약 300km 떨어진 곳이었다.
1987년에는 토바호 남안에서 지진이 발생했다. 또한 수마트라 서쪽 해안에 단층이 있어, 몇 차례 큰 지진을 일으켰는데, 여기에는 2004년 수마트라섬 해저 지진과 2005년 수마트라섬 서쪽 해저 지진도 포함된다. 특히 후자는 진원지가 토바호에서 320km 떨어진 곳에서 발생했다.
2. 4. 분화 가능성
최근 호수 밑에서 마그마가 발견되어 분화 여부도 제기되고 있다. 수마트라섬 단층선 위에 있는 토바 호는 단층선이 활동을 시작할 경우 대폭발이 일어날 수 있다. 토바 호는 120만 년 전부터 7만 4천 년 전까지 4차례 분화하였는데, 그 중 가장 강력했던 분출은 7만 4천 년 전의 대분출이다.[12]수마트라 북부에 있는 토바 칼데라는 수마트라 화산대에 인접한 네 개의 화산 분화구가 겹쳐 있는 곳이다. 100by 크기로 세계에서 가장 큰 제4기 칼데라이며, 네 번째이자 가장 어린 칼데라이다. 이 칼데라는 세 개의 더 오래된 칼데라와 교차한다. 최근 지질학적 역사상 가장 큰 폭발적인 화산 폭발 중 하나 동안, 가장 어린 토바 응회암으로 알려진 약 2800km3의 고밀도 암석 등가물의 화산쇄설물이 방출되었다.[12] 이 폭발 이후, 새로운 칼데라 내부에 재생 돔이 형성되어 세로 방향의 지구대에 의해 분리된 두 개의 반구형 돔이 합쳐졌다.[13]
호수에는 최소한 네 개의 콘, 네 개의 성층화산, 그리고 세 개의 분화구가 보인다. 칼데라 북서쪽 가장자리에 있는 탄둑베누아 콘은 식물이 드물어 수백 년의 젊은 나이를 나타낸다. 또한 칼데라 남쪽 가장자리에 있는 푸수부킷(언덕 중심) 화산(1971m 해발)은 솔파타라 활동을 하고 있다.[14]
약 7만 년 전 대규모 분출 이후에도 토바에서는 더 작은 규모의 분출이 여러 차례 발생했다. 칼데라 남서쪽 가장자리에는 푸수크부킷(Pusukbukit)이라는 작은 콘과 용암돔이 형성되었다. 가장 최근의 분출은 칼데라 북서쪽 가장자리에 있는 탄둑베누아(Tandukbenua)에서 발생했을 가능성이 있는데, 이는 최근 수백 년 내 분출로 인한 것일 수 있는 식생 부족으로 추측된다.[27]
마그마 방의 부분적인 재충전으로 인해 칼데라의 일부 지역이 융기되었는데, 예를 들어 사모시르 섬과 울라안 반도(Uluan Peninsula)가 호수 표면 위로 솟아올랐다. 사모시르 섬의 호수 퇴적물은 대격변 분출 이후 최소 450m 융기되었음을 보여준다.[29] 이러한 융기는 매우 큰 칼데라에서 흔히 볼 수 있는 현상으로, 지하 마그마의 상향 압력 때문인 것으로 보인다. 토바는 아마도 지구상에서 가장 큰 재활성 칼데라일 것이다. 최근 화산 부근, 특히 1987년 호수 남쪽 해안에서 11km 깊이에서 대규모 지진이 발생했다.[28] 1892년, 1916년, 1920년~1922년에도 이러한 지진이 기록되었다.[29]
2016년 한 연구에 따르면 토바 슈퍼화산에는 지하 약 30km 에서 50km에 50000km3의 분출 가능한 마그마가 있는 마그마 방이 있다고 밝혀졌다.[30] 이는 북미의 슈피리어호(Lake Superior) 부피의 4배가 넘고 옐로스톤 아래 마그마 방보다도 크다.[31]
토바 호는 수마트라 중앙을 따라 뻗어 있는 수마트라 단층대(Sumatra fracture zone) 근처에 위치해 있다.[29] 수마트라와 자바의 화산은 순다 열도(Sunda Arc)의 일부이며, 동쪽으로 이동하는 유라시아판(Eurasian plate) 아래로 미끄러져 들어가는 북동쪽으로 이동하는 인도-오스트레일리아판(Indo-Australian plate)의 결과이다. 이 지역의 섭입대는 매우 활발하다. 1995년 이후 수마트라 서해안 근처 해저에서는 규모 9.1의 2004년 인도양 지진과 규모 8.7의 2005년 니아스-시멀루에 지진(2005 Nias–Simeulue earthquake)을 포함한 여러 차례의 대규모 지진이 발생했는데, 이들의 진앙은 토바에서 약 300km 떨어진 곳이었다.
토바 칼데라는 매우 긴 휴지 기간을 거쳐 4차례의 초대형 분화(폭발적 분화)에 의해 형성된 것으로 생각된다.
| 시기 | 분출량(DRE) | 분출원 |
|---|---|---|
| 120만 년 전 | 35㎦ | 불명 |
| 84만 년 전 | 500~2300㎦ | 현재 칼데라 남동부 |
| 50만 년 전 | 60㎦ | 칼데라 북서부 |
| 7만 4천 년 전 | 2800~5300㎦ | 불명 |
토바 호의 식물은 다양한 종류의 식물플랑크톤, 출현 수생식물, 부유 수생식물 및 잠수 수생식물을 포함하며, 주변은 고지대 산비탈의 수마트라 열대 소나무림 지역을 포함한 열대우림이다.[33]
이 분출량은 제4기에 확인되는 단일 분화 이벤트 중 최대 규모이다.[44]
7만 4천 년 전에 발생한 최근의 초대형 분화는 208만 년 전에 발생한 북아메리카 대륙 옐로스톤 국립공원의 허클베리 릿지 화산재(Huckleberry Ridge Tuff)를 분출한 초대형 분화(마그마 분출량 2450㎦ DRE[45])와 함께 세계 최대급 분화였다. 이 분화로 인한 화산재는 인도와 파키스탄에서는 5~7cm, 중국 남부에서는 수 cm의 두께로 각각 퇴적되었고, 동인도양과 벵갈 만의 해저에서, 그리고 그린란드의 빙상 코어에서도 검출되어 지구 곳곳에 쌓였던 것이 확인되었다.[46]
다량의 마그마가 분출된 결과 지반이 침하하여 토바 호를 형성하는 칼데라가 생겼다. 그 후, 다른 많은 대형 칼데라와 마찬가지로 마그마의 상승이 있었고, 사모시르 섬(토바 호에서 가장 큰 섬)이 생겼다.
이 분화 후, 토바 칼데라에서는 역사에 남을 만한 큰 분화는 없었지만, 몇 차례 큰 지진이 발생했다. 1987년에는 남안에서 지진이 발생했다. 또한 수마트라 서쪽 해안에 단층이 있어, 몇 차례 큰 지진을 일으켰다. 여기에는 2004년 수마트라섬 해저 지진과 2005년 수마트라섬 서쪽 해저 지진도 포함된다. 특히 후자는 진원지가 토바 호에서 320km 떨어진 곳에서 발생했다.
3. 토바 격변설
토바 화산 폭발(토바 사건)은 현재 토바 호가 있는 곳에서 약 7만 3700±300년 전에 발생했다.[15] 이는 이 지역에서 발생한 적어도 네 번의 칼데라 형성 폭발 중 마지막 것이었으며, 이전에 알려진 칼데라 형성은 약 120만 년 전에 발생했다.[29] 이 마지막 폭발은 화산폭발지수(VEI)가 8로 추정되며, 이는 제4기에서 알려진 가장 큰 규모의 폭발성 화산 폭발이다.
미시간 공과대학교의 윌리엄 I. 로즈(Bill Rose)와 크레이그 체스너는 이 폭발로 방출된 물질의 총량이 최소 2800km³[16]에 달했을 것으로 추정했다. 여기에는 지표면을 따라 흐른 약 2000km³의 이그님브라이트와 서쪽으로 대부분 떨어진 약 800km³의 화산재가 포함된다. 그러나 더 많은 노두가 발견됨에 따라 토바 화산은 3200km³의 이그님브라이트와 이그님브라이트 동반물질을 분출했을 가능성이 있다. 이 폭발의 화쇄류는 최소 20,000km²의 면적을 파괴했으며, 주 분화구 근처에는 두께가 600m에 달하는 화산재가 쌓였다.[16] 이 폭발은 남아시아 전체에 두께 약 15cm의 화산재층을 쌓을 만큼 규모가 컸으며, 인도 중부의 한 지점에서는 토바 화산재층이 현재 최대 6m 두께이고,[17] 말레이시아 일부 지역은 9m 두께의 화산재로 덮였다.[18]
그 후 함몰로 인해 칼데라가 형성되었고, 그곳에 물이 고여 토바 호가 만들어졌다. 호수 중앙의 섬은 재생 돔으로 형성되었다.
폭발의 정확한 연도는 알려져 있지 않지만, 화산재 퇴적 패턴은 여름 계절풍만이 남중국해에 토바 화산재를 퇴적시킬 수 있었기 때문에 북반구 여름에 발생했음을 시사한다.[19] 폭발은 아마도 2주 동안 지속되었고, 그 후 화산 겨울은 몇 년 동안 평균 지구 기온을 3.0~3.5℃ 낮추었다. 그린란드의 빙핵은 유기 탄소 격리의 극적으로 감소된 수치를 기록하고 있다. 동남아시아의 식물이나 동물은 거의 살아남지 못했을 것이며, 이 폭발이 전 지구적인 대량 멸종을 일으켰을 가능성이 있다. 그러나 람피노와 셀프는 전 지구적 냉각에 대해 논의했고, 토바 화산 폭발 전에 이미 냉각이 시작되었다는 결론을 내렸다. 이 결론은 아프리카와 그린란드 빙상 프로젝트(GISP2)의 호수 코어를 연구한 레인과 지엘린스키에 의해 뒷받침되었다. 그들은 토바 화산 폭발 후 화산 겨울이 없었고, 높은 황산(H₂SO₄) 퇴적물이 장기적인 영향을 미치지 않는다는 결론을 내렸다.[20][21] 또한, 마그마 내 황의 용해도가 낮기 때문에 휘발성 물질의 배출과 기후 영향은 제한적일 가능성이 높다.[22]
미토콘드리아 DNA 연구 증거는 인류가 이 시기에 유전적 병목 현상을 거쳐 종의 나이를 고려할 때 예상되는 것보다 유전적 다양성이 감소했음을 시사한다. 1998년 일리노이대 어배너-샴페인 캠퍼스의 스탠리 H. 앰브로즈가 제안한 토바 격변설에 따르면 토바 화산 폭발의 영향으로 인류의 개체 수가 몇 만 명으로 감소했을 수 있다.[23] 그러나 이 가설은 다른 동물 종에 대한 유사한 영향이 관찰되지 않았고, 고인류학은 인구 병목 현상이 없었음을 시사하기 때문에 널리 받아들여지지 않고 있다.[24][25] 유전적 병목 현상은 현재 실제 인구 감소가 아니라 현생 인류의 최근 아프리카 기원의 창시자 효과로 인식되고 있다.[26]
1949년, 네덜란드의 지구과학자 레이나우트 판 벤멜렌은 토바호가 화쇄류 퇴적물층으로 둘러싸인 칼데라 라고 보고했다. 후속 조사에 따르면, 분화에 의한 화쇄류는 주변 2만 ㎢를 덮었고, 중국 남부에서는 수 cm, 인도 대륙에서도 15cm 두께의 화산재층이 보고되었다.[43] 또한 해양학자에 의해 동인도양과 벵갈 만에서 토바호에 있는 것과 같은 화산재가 검출되었다.
이 분화와 동시기에 인류의 DNA 다양성이 현저하게 감소하는 ‘병목 현상(유전자 다양성 감소)’이 관찰되는 것으로부터, 이 분화로 당시 인류의 대부분이 사망했다는 설도 있다(토바 재앙설).
4. 생태
동물은 여러 종의 동물플랑크톤과 저서생물을 포함한다. 호수가 빈영양호(영양분이 부족함)이기 때문에 토착 어류상은 비교적 희귀하며, 유일한 고유종은 ''라스보라 토바나''(엄밀히 말하면 일부 지류에서도 발견되므로 준고유종) [34] 와 바탁 물고기로 알려진 ''네올리소킬루스 티에네만니''이다.[35] 이들은 삼림 벌채( 토사 퇴적 유발), 오염, 수위 변화 및 호수에 유입된 많은 어종으로 위협받고 있다.[35] 다른 토착 어류에는 ''아플로케일루스 판착스'', ''네마케일루스 파이퍼라에'', ''호말롭테라 짐노가스터'', ''찬나 가추아'', ''찬나 스트리아타'', ''클라리아스 바트라쿠스'', ''바르보니무스 고니오노투스'', ''바르보니무스 슈바넨펠디'', ''다니오 알볼리네아투스'', ''오스테오킬루스 비타투스'', ''푼티우스 비노타투스'', ''라스보라 야콥소니'', ''토르 탐브라'', ''베타 임벨리스'', ''베타 타에니아타'' 및 ''모노프테루스 알부스'' 등이 있다.[36]
4. 1. 유입종
토바 호에는 ''아나바스 테스투디네우스'', ''오레오크로미스 모삼비쿠스'', ''오레오크로미스 니로티쿠스'', ''크테노파링고돈 이델라'', ''시프리누스 카르피오'', ''오스프로네무스 고라미'', ''트리코가스터 펙토랄리스'', ''트리코포두스 트리코프테루스'', ''포에실리아 레티쿨라타'', ''크시포포루스 헬레리'' 등 많은 유입종이 서식하고 있다.[36] 잉어 등 어류가 서식하고 있으며, 어업과 방류가 이루어지고 있다.[39]
5. 문화
토바 호수 주변에 거주하는 사람들 대부분은 바탁족이다. 전통적인 바탁 가옥은 배의 선체처럼 양쪽 끝이 위로 휘어진 독특한 지붕과 화려한 장식으로 유명하다.[32] 사모시르 섬 북동쪽 해안의 토못에서는 이러한 전통 가옥과 왕족의 무덤을 둘러볼 수 있으며, 맞은편 파라파트에서 페리를 타고 건너갈 수 있다.[39]
5. 1. 민담
옛날 한 어부가 황금 물고기를 잡았다는 이야기가 전해지는데, 이것이 토바 호의 기원에 관한 민담이다. 이 황금 물고기의 아들이 사모시르섬이라고 믿어진다.[38]6. 교통
파라파트는 토바 호수 가장자리에 위치하며, 호수와 사모시르섬을 여행하기 위한 교통 중심지이다. 메단은 파라파트에서 도로로 약 173km 떨어져 있으며, 트랜스 수마트라 고속도로를 통해 페마탕 시안타르와 48km 도로로 연결된다. 시싱아망가라자 12세 국제공항은 파라파트에서 약 76km 떨어져 있다.
토바호 주변에는 바탁족이 거주하고 있다. 그들의 집은 양쪽 끝이 배처럼 곡선을 이루는 지붕과 다채로운 장식으로 유명하다. 사모시르섬 북동쪽 해안의 토못에서 이러한 전통 가옥과 왕족의 무덤을 둘러볼 수 있으며, 맞은편 파라파트에서 페리를 타고 건너갈 수 있다.[39] 호수 남쪽에 있는 실랑깃 공항이 토바호 주변 지역으로 들어가는 관문이 되고 있다.[39]
7. 2018년 선박 침몰 사고
2018년 6월 18일, 토바호에서 페리 침몰 사고가 발생하여 160명이 넘는 사람들이 익사했다.[37] MV 시나르 방군은 호수에서 불법 운항 중이던 선박으로, 많은 승객을 태운 채 전복되었다. 이 사고로 167명이 사망하고 여러 명이 부상을 입었다. 예비 보고서에 따르면, 해당 선박은 불법적으로 운항 중이었으며, 과적과 악천후 속 운항이 사고의 주요 원인으로 결론지어졌다.
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