종상 화산
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1. 개요
종상 화산은 점성이 높은 용암이 분출구에서 돔 형태를 이루며 굳어진 지형을 말한다. 용암 돔은 마그마의 결정화, 가스 방출, 그리고 용암의 높은 점성으로 인해 예측하기 어려운 역학을 보이며, 내성장과 외성장의 방식으로 성장한다. 이러한 돔은 수백 미터 높이까지 성장할 수 있으며, 폭발적인 분화를 일으키거나 화쇄류, 산불, 라하르 등의 위험을 초래할 수 있다. 종상 화산은 전 세계 성층 화산의 주요 특징 중 하나이며, 잠재 돔, 용암 첨탑, 쿨레 등 다양한 관련 지형을 형성할 수 있다. 한국에는 백두산 천지 외륜산, 한라산 백록담 등이 대표적인 종상 화산 지형이며, 전 세계적으로 다양한 화산에서 용암 돔이 발견된다.
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| 종상 화산 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 정의 | 점성이 높은 화산 용암이 천천히 압출되어 형성되는 대략 원형의 돌출 지형 |
| 특징 | 가파른 측면 불규칙한 표면 |
| 형성 과정 | |
| 용암의 점성 | 높은 점성의 데이사이트 또는 유문암질 용암 |
| 압출 속도 | 느린 압출 속도 |
| 냉각 | 빠르게 냉각되어 굳어짐 |
| 구조 | |
| 내부 | 종종 냉각된 암석 파편으로 구성 |
| 외부 | 화산재 부석 암설 |
| 위치 | |
| 일반적 위치 | 성층 화산의 분화구 또는 측면에 형성 |
| 예시 | 세인트헬렌스 산 라스카르 화산 치아이레스 화산 |
| 위험성 | |
| 잠재적 위험 | 폭발적인 분화 화쇄류 이류 |
| 붕괴 가능성 | 불안정한 구조로 인해 붕괴 가능성이 높음 |
| 추가 정보 | |
| 화성 표면 | 다른 행성의 화성 표면에서도 발견됨 |
2. 용암 돔의 역학
용암 돔은 돔의 마그마 통로 내 고점성 용암의 결정화와 가스 방출에 의해 발생하는 비선형 역학 때문에 예측 불가능하게 진화한다.[5] 돔은 성장, 붕괴, 응고 및 침식과 같은 다양한 과정을 거친다.[6]
용암 돔을 구성하는 화산암은 현무암에서 유문암까지 다양하지만, 현재까지 보존되어 있는 대부분의 용암 돔은 실리카(이산화 규소) 함량이 높다.[23] 특징적인 돔 형태는 마그마가 장거리를 흐르는 것을 방해하는 매우 높은 점성 때문이다. 이 강한 점성은 마그마 내 높은 실리카 함량과 지하에서 용융 상태의 마그마에서 가스가 빠져나오는 두 가지 원인에 의해 발생한다. 점성이 낮은 현무암성, 또는 안산암성 용암 돔은 빠르게 풍화되어 생성되어도 용융 상태의 용암을 지하에서 더 추가함으로써 쉽게 분할되어 흩어진다. 그렇기 때문에 보존된 대부분의 용암 돔은 실리카 함량이 높은 유문암 또는 데이사이트질 용암으로 이루어져 있다.
용암이 분출구에서 멀리 흐르는 것을 막는 것은 용암의 높은 점성으로, 이는 점성이 높은 용암이 돔 모양을 형성하게 하고, 이 용암은 현장에서 서서히 냉각된다.[7] 용암 암주와 용암류는 용암 돔의 일반적인 분출 생성물이다.[1] 돔은 수백 미터 높이에 달할 수 있으며, 몇 달(예: 운젠 산 화산), 몇 년(예: 수프리에르 힐스 화산), 또는 심지어 수세기(예: 머라피 산 화산) 동안 천천히 그리고 꾸준히 성장할 수 있다.
2. 1. 내성장과 외성장
용암 돔은 성장 방식에 따라 '''내성 돔'''과 '''외성 돔'''으로 나뉜다.[23] 내성(endogenic) 성장은 돔 내부로 마그마가 유입되어 팽창하는 것이고, 외성(exogenic) 성장은 돔 표면에 용암 덩어리가 쌓이는 것이다.[2] 내성 돔은 새롭게 솟아오르는 마그마를 감싸기 위해 외부에 굳어진 용암으로 만들어진 돔의 안쪽 면이 확장되면서 만들어진다. 반면, 외성 돔은 용암이 돔의 표층에 쌓이면서 만들어진다.[23]2. 2. 위험성
용암 돔은 불안정하여 붕괴될 수 있으며, 이는 여러 재해를 유발할 수 있다. 가스 압력의 축적으로 인해 돔의 일부가 붕괴되면 화쇄류가 발생할 수 있다.[9] 이 외에도 용암류로 인한 재산 피해, 산불, 그리고 화산재와 잔해의 재이동으로 인한 라하르(화산 이류)가 발생할 수 있다.[8] 특히, 실리카(이산화 규소) 함량이 높은 유문암질 용암 돔은 더욱 폭발적인 분화를 일으킬 가능성이 크다.용암 돔 분화는 얕고 장주기적인 지진 활동을 동반하는데, 이는 분화구 내 압력 증가 때문이다.[10] 돔 성장 평균 속도는 마그마 공급 속도의 지표로 사용될 수 있지만, 폭발 시기나 특성과 체계적인 관계는 보이지 않는다.[11]
3. 관련 지형
용암 돔과 관련된 지형으로는 잠재 돔, 용암 첨탑, 쿨레 등이 있다.
3. 1. 잠재 돔 (Cryptodome)
'''잠재 돔'''(Cryptodome)은 지하 얕은 곳에서 점성이 강한 마그마가 쌓여 만들어지는 돔 모양의 구조이다.[13] 1980년 세인트헬렌스산 분화에서는 산사태로 산 측면이 붕괴되면서 지하 잠재 돔이 폭발적으로 감압, 분화가 발생했다.[14]
홋카이도의 우스 산은 활동할 때마다 용암 돔과 잠재 돔을 형성한다. 1944년(쇼와 19년)의 활동에서는 동쪽 기슭에 용암 돔인 쇼와 신산이 생겼으며, 1910년(메이지 43년) 분화에서는 북쪽 기슭에 잠재 돔인 메이지 신산(43산)을 만들어냈다. 우스 산 주변에 있는 곤피라 산, 니시마루 산, 히가시마루 산 등은 모두 우스 산의 과거 활동으로 생긴 잠재 돔이다.
3. 2. 용암 첨탑 (Lava spine)
용암 첨탑은 용암 돔 상단에서 형성될 수 있는 뾰족한 형태의 성장물이다. 용암 기둥은 기반 용암 돔의 불안정성을 증가시킬 수 있다. 최근의 용암 기둥 사례로는 1997년 몬트세랫의 수프리에르 힐스 화산에서 형성된 기둥이 있다.
3. 3. 쿨레 (Coulée)
쿨레(coulée, 또는 쿨레)는 점성이 높아 멀리 흐르지 못하고 굳은 용암류로, 용암 돔과 용암류의 특징을 모두 갖는다.[2]
세계에서 가장 큰 데사이트류로 알려진 것은 칠레 북부의 두 화산 사이에 있는 거대한 쿨리 흐름 돔인 차오 데사이트 돔 복합체이다. 이 흐름은 길이가 14km 이상이며, 압력 능선과 같은 명확한 흐름 특징을 가지고 있고 흐름 전면의 높이가 400m에 달한다(왼쪽 하단의 어두운 가리비 모양 선).[15] 아르헨티나의 요야이야코 화산 측면에도 또 다른 두드러진 쿨리 흐름이 있으며,[16] 안데스 산맥에도 다른 예시들이 있다.
유문암 용암류와 용암 돔은 점성이 높은 용암류가 용암 돔이 성장한 장소에서 흘러나오는 작용을 받기 때문에 유사하다고 볼 수 있다.
4. 한국의 용암 돔
한국의 대표적인 용암 돔 지형은 다음과 같다.
5. 세계의 용암 돔
또는 성장 에피소드
