울릉도는 활화산 백두산과 동일 기원…서울대, 언제든 마그마 분출 가능

화산가스 샘플을 채취한 울릉도 도동리 약수터. /김두한 기자

울릉도를 활화산으로 분류하고 지하수에 녹아있는 화산체 화산가스 성분이 백두산과 같은 맨틀대라는 주장이 제기돼 관심을 모으고 있다.

서울대는 지구환경과학부 화산학·휘발성 성분 연구실(이현우 지구환경과학부 교수)이 울릉도 화산체의 균열대에서 배출되는 지하수에 용존된 가스 성분을 최초로 분석해 그 결과를 국제학술지 ‘저널 오브 하이드롤로지’에 14일 게재했다고 21일 밝혔다.

서울대 이현우 교수(오른쪽) 연구팀이 울릉도 도동 약수에서 화산가스 샘플을 채취하고 있다./서울대제공

이현우 교수는 “울릉도 화산체가 3천 년 전 분화했다”며  “당장은 분화할 조짐이 없지만, 언제든 마그마가 분출해도 전혀 이상하지 않은 상황”이라고 말했다.

화산가스는 이산화탄소가 주성분이다. 화산이 분화할 때 비활성 기체인 헬륨이 이산화탄소와 함께 배출된다. 이 때문에 화산 전문가들은 이를 화산가스 기원 규명에 활용한다.

연구팀은 “울릉도 화산가스의 헬륨동위원소 성분이 백두산과 마찬가지로 대륙하부 암석권 맨틀(SCLM) 영향을 받는 것으로 확인됐다”고 밝혔다. 

이 교수는 “이는 울릉도, 백두산이 판내부 환경에서 아직 두껍게 남아있는 암석권 맨틀의 영향을 받는다는 의미”라고 설명했다.

울릉도 샘물에서 화산가스 기포가 생성되고 있다. /서울대

연구팀은 일본과 달리 울릉도 및 북동아시아 판내부 화산에서는 상대적으로 균질한 기원의 이산화탄소가 배출되고 화산가스를 분석한 결과 백두산과 헬륨 및 탄소동위원소 성분이 매우 유사한 것으로 확인했다. 

이 교수는 “한반도를 포함한 북동아시아 지역에서 현재 판의 두께가 상대적으로 얇아진 지역들이 나타난다”며  “이 영역 내에서 하부의 연약권 맨틀 상승이 일어날 수 있고 상부에 남아있는 암석권 맨틀과의 상호작용으로 현재 울릉도를 포함한 백두산 등의 활화산에 대한 마그마를 생성한다고 볼 수 있다”고 분석했다. 

이 교수는 “현재 울릉도 아래 심부에 마그마 존재를 예상한다”며  “울릉도 화산체는 동해의 유일한 맨틀 기원의 물질이 배출되는 통로로서 향후 지구의 심부탄소순환을 이해하기 위한 연구적 가치가 크다”고 덧붙였다.

/김두한기자[e-mail]