1980년에 분화한 미국 워싱턴주의 세인트헬렌스 화산은 20세기에 가장 많이 연구된 화산이다. 보통 사람들은 이 화산의 위험성을 알지 못하고 있었으나, 화산학자들은 그 위험성을 미리 예견하고 있었다. 분화되기 수개월 전, 미국지질조사소(USGS)는 화산을 감지하기 위해 벤쿠버와 워싱턴에 관측소 기지를 설립했다. 5월 18일 세인트헬렌스 화산 북쪽에서 캠핑을 하고 있던 화산학자 데이비드 존스톤은 그 날 아침에 분화가 시작되자 즉시 벤쿠버 기지에 “올 것이 왔다”고 보고했다. 뒤이어 발생한 대폭발로 화산의 북쪽 측면이 파괴되었으며 존스톤을 포함한 58명이 사망했다.

한편 1980년 워싱턴 대학은 세인트헬렌스산의 화산활동을 감시하기 위해 지진관측망을 구축했으며, 이는 3월 1일부터 가동을 시작했다. 처음 문제가 감지된 것은 3월 20일, 산 아래에서 규모 4.2의 지진이 기록되었고, 3일 후에 규모 4.0의 지진이 기록되었다. 그 날 저녁부터 지진은 산 아래를 중심으로 시간당 15차례나 발생하는 군발지진의 형태를 띠게 되었다. 같은 날 항공관측에서는 새로운 균열과 많은 산사태가 관측되었다.

3월 27일 이른 오후, 세인트헬렌스산 방향에서 커다란 폭발음이 들려왔다. 한 지방신문의 뉴스팀이 비행기로 정상 주위를 돌면서 구름을 통해 화산재가 2,000m 높이까지 솟아오르는 현상을 보았다. 그 날 저녁 날씨가 맑아지면서 직경 70m에 달하는 새로운 분화구가 나타났으며, 정상 주위의 쌓인 눈은 화산재로 덮여졌다. 이 분화는 4월에서 5월 초까지 계속되었는데, 이들 분화 가운데 지표에서 마그마가 보인 것은 없었지만, 화산 중심부로 들어온 마그마에 의해 수증기 분출은 나타났다.

(출처: 지진의 실체(기상청))

<그림> 미국 세인트헬렌스 화산 

필리핀 피나투보 화산은 필리핀 북쪽 루손섬에 있는 활화산으로, 1991년 6월 15일에 대폭발하였다. 이는 20세기에 일어난 화산분화 중 카트마이산에 이어 두 번째로 큰 분화로 기록되었다. 피나투보 화산이 분화하면서 전 세계의 날씨와 기후에 많은 영향을 끼쳤는데, 당시 전 세계 기온이 약 0.4℃ 하강하였다. 오존 파괴 비율이 증가하고 대기 중의 먼지로 인해 월식현상이 발생하기도 했다. 화산을 중심으로 20km까지 화산재로 덮였으며, 1,745m였던 산 높이가 화산분화 이후 1,485m로 낮아졌다.

 <그림> 필리핀 피나투보 화산 (출처: https://pubs.usgs.gov/fs/1997/fs113-97/)

백두산(북위 41.98°, 동경 128.08°, 높이 2,744m)은 한반도에서 가장 큰 규모의 폭발을 일으킨 화산이다. 과거 고려시대인 약 946~947년에 화산폭발지수(VEI) 7에 해당되는 대규모 분화가 있었던 것으로 추정되며, 폭발로 분출된 화산분출물의 양은 83~117 km³에 달하는 것으로 추정된다. 947년 이후, 총 16번의 화산분화 기록이 발견되었으며, 폼페이를 멸망시킨 베수비오 화산보다 약 100배, 아이슬란드 화산보다 약 1,000배 이상 강한 폭발을 기록했다.

<표> 백두산 화산 분화 현황 (출처: 기상청)

조선왕조실록을 살펴보면 1702년(숙종 28년) 함경도 부령 및 경성에서 ’하늘과 땅이 갑자기 캄캄해졌는데 연기와 불꽃 같은 것이 일어나는 듯하였고, 비릿한 냄새가 방에 꽉 찬 것 같기도 하였다. 큰 화로에 들어앉은 듯 몹시 무덥고, 흩날리는 재는 마치 눈과 같이 산지사방에 떨어졌는데, 그 높이가 한 치가량 되었다.’라고 백두산 화산과 관련된 기록을 찾아볼 수 있다.

<백두산 화산분화 현황>

－ 기원전 100만 년 전, 개마용암대지와 순상화산체 형성

－ 기원전 60만~1만 년 전, 성층화산체 형성

－ 기원전 2000년에 폭발적 대분화 발생

－ 약 946-7년경에 대규모 분화로 천지 형성

－ 10세기 이후에는 100년에 한번 꼴로 소규모 분화가 이어짐

－ 1413, 1597, 1668, 1702, 1898, 1903년 등에 분화함

※ Volcano Discovery 분화기록 참고

<그림> 백두산 화산분화 기록 (출처: 기상청) 

국제화산재주의보센터(VAAC, Volcanic Ash Advisory Centres)는 화산재 구름의 이동과 위치에 대한 국제항로 정보를 제공하기 위하여, 국제민간비행기구에 의해 설립된 국제기구로 영국 기상청에서 운영하고 있다.

<그림> 국제화산재주의보센터 (출처: 국제화산재주의보센터(VAAC)) 

전 세계적으로 9개의 지역 센터가 화산재 구름의 이동과 위치에 대한 국제항로 정보 제공 역할을 하고 있다. 우리나라의 경우 동아시아 권역에 국제화산재주의보센터에서 지정된 일본기상청에서 화산재 관련 정보를 제공받고 있다.

<그림> 도쿄 VAAC 권역 (출처: Tokyo VAAC) 

화산이란 말은 용암, 화산쇄설물, 또는 가스가 분출되는 모든 통로를 가리킨다. 화산 모양은 분출되는 마그마의 종류와 용암과 화산쇄설물의 상대적 비율에 따라 다르다. 화산의 모양과 관계하여 일반적 용어인 화산보다 일반적 용어인 화산보다 더 전문적인 세 가지 용어 즉, 순상화산, 테프라콘 화산, 성층화산이 있다.

1. 순상화산

매우 유동적인 용암이 연속적으로 흘러 특징적인 화산이 만들어진다. 이런 종류의 용암은 같은 두께의 얇은 층을 형성하면서 먼 거리까지 흐를 수 있다. 이렇게 해서 용암의 층이 쌓여서 순상화산을 형성하는데 정상부는 5°, 측면은 10° 정도의 경사를 가지며 돔 모양의 형태를 띤다. 순상화산은 전형적으로 현무암질 용암이 분출되어 형성된다. 화산재나 화산쇄설물의 양은 적다. 하와이, 타히티, 사모아, 갈라파고스 그리고 다른 많은 해양 섬들은 규모가 큰 순상화산의 상부에 해당된다.

2. 테프라 콘 화산

유문암질과 안산암질 화산들은 많은 양의 화산쇄설물을 분출하는 경향을 보이며, 따라서 테프라 층들로 둘러싸이게 된다. 쇄설물이 소나기처럼 떨어져 내림에 따라, 화산은 대부분 가파른 경사를 가진 테프라고 구성되기 때문에 테프라콘(tephra cone)이라 부른다. 콘의 경사는 화산쇄설물의 크기에 의해 결정된다. 아리조나의 일몰 분화구는 테프라콘 화산이다.

3. 성층화산

규모가 크고 오랫동안 활동을 하는 안산암질 성분의 화산은 용암류와 화산쇄설물의 혼합물을 방출한다. 성층화산(stratovolcanoes)은 용암과 테프라의 층들로 구성된 가파른 원추 모양의 작은 산으로 정의된다. 분출된 테프라의 부피는 용암의 부피와 비슷하거나 조금 더 크다. 높이가 수천 미터에 이르는 성층화산의 경사부는 테프라콘 화산처럼 가파르다. 성층화산 정상부에서의 경사는 약 30°, 기저부에서는 6~10° 정도이다. 성층화산의 아름답고, 가파른 콘들은 세계의 가장 멋진 경관들 가운데 하나이다. 일본에서 후지산의 눈 봉오리는 몇 세기 동안 시인과 작가들을 고무시켜 왔다. 워싱턴의 레이니어산과 베이커산, 그리고 오레곤의 후드산은 모두 북미의 아름다운 화산들이다.

(출처: 지구환경과학개론(시그마프레스))

화산분화에는 화산분출물과 화산폭발이 있다. 화산분출은 마그마가 조용하게 흘러나와 용암의 형태로 주변의 골짜기를 따라 아래로 흘러내리는 정도의 화산활동이며, 화산폭발은 화산재, 부석, 화산탄 등을 뿜어내는 격렬한 화산활동이다.

1. 마그마

화산이 분화하면 화구로부터 용암과 가스가 분출한다. 이 가운데 용암처럼 고온의 액체 상태로 화구에서 방출된 후 식어 암석으로 변하는 것이 있다. 이런 분출물은 지하 심부에서 새롭게 공급된 것으로 이들을 총칭하여 마그마라고 부른다.

지표에는 화구가 있고 지하에는 마그마가 모여 있는 마그마 방이라고 부르는 장소가 있는 것으로 추정된다. 그리고 마그마 방과 지표의 화구를 연결하고 있는 것이 화도라고 부르는 마그마의 통로이다. 하나의 화산에 여래 개의 화구가 있듯이 마그마 방도 하나만 존재하는 것이 아니라 여러 개 있는 것으로 추정된다. 화산 밑에는 지하 심부로부터 공급된 마그마가 모여 있는 근원 마그마 방이 있으며, 근원 마그마 방으로부터 더 얕은 지각 안의 다른 마그마 방으로 마그마가 공급된다. 분화는 근원 마그마 방이 직접 관여하는 것이 아니라 얕은 장소에 있는 마그마 방이 관여하고 있다.

근원 마그마 방으로 마그마가 공급되는 과정은 다음과 같다.

예를 들면, 태평양판은 일본 해구에서 침강하여 깊이 100km 부근에서 그 일부가 맨틀의 열 때문에 녹는다. 이 용융체는 주위 맨틀 물질보다 비중이 작으므로 부력이 생겨 상승하다가 지각과 맨틀의 경계인 모호면 부근에서 일단 멈춘다. 다시 주위 지각과의 밀도 차이로 인하여 충분한 시간을 들이며 지각을 구성하고 있는 암석의 균열을 따라 서서히 상승한다. 그리고 지각 안에 밀도가 균형을 이루는 장소에서 주위 암석의 일부를 녹이면서 다시 마그마 방을 형성한다.

이런 식으로 지각 안에는 여러 개의 마그마 방이 생긴다. 그러나 마그마 방의 존재가 과학적으로 완전하게 증명된 것은 아니다. 여러 조사와 연구에 의해 “마그마 방이 있을 것이다”라고 추정은 할 수 있으나 결정적인 자료는 아직 갖고 있지 않다. 

2. 용암

지구는 고체 암석으로 이루어져 있지만, 맨틀 상부에 부분적으로 존재하는 마그마와 외핵의 구성 물질은 용융 상태(액체)에 있다. 지하 심부에 있는 마그마가 상승하여 지표로 분출하는 현상이 분화이다. 분화에 의해 점성 유체 상태로 지표로 분출한 마그마를 용암이라고 부른다. 마그마는 맨틀 상부에서 열을 받아 암석이 부분적으로 녹아 만들어지는 것으로 보인다. 마그마의 열원으로는 판의 침강에 의한 마찰열과 방사성 에너지를 추정하고 있다.

용융 상태가 된 암석(마그마)은 이동하기 쉽고 주위 암석보다 밀도가 작기 때문에 부력으로 상승하기 시작한다. 마그마가 지표로부터 수 킬로미터 깊이까지 상승하면 주위 암석과의 밀도 차가 작아져 부력이 작아지므로 멈추며 마그마 방을 만든다. 지하 심부로부터 마그마의 상승과 유입이 계속되면 마그마 방 내부의 압력이 높아진다. 그러면 상부에서는 다시 마그마가 상승하는데, 어떤 원인으로 마그마 방 내부의 압력이 내려가면 마그마에 녹아 있던 물과 탄산가스 등 휘발성 성분이 발포하기 시작한다. 발포가 시작되면 마그마 안에 틈이 생기고 표면 밀도가 낮아진다. 따라서 다시 부력이 생기고 지표까지 도달하여 폭발하며 분화를 일으킨다.

분화는 분연의 상승으로부터 시작되는 수가 많은데, 이것은 화산가스의 급격한 발포로 작은 폭발이 일어난 것이다. 분연이 흰색인 경우는 대부분 수증기이나 회색 혹은 검은색이면 화산쇄설물을 많이 포함하고 있다.

발포와 폭발로 인하여 마그마는 산산이 부수어져 공중으로 분출한다. 마그마에 포함된 휘발성 성분이 많으면 발포가 촉진되어 폭발 에너지가 커진다. 마그마는 가루가 되어 공중으로 방출되며 화산회와 화산탄이 되어 지표에 퇴적된다. 화산탄과 큰 화산쇄설물은 화구 주변에 쌓여 원추형의 작은 산을 만들 수 있는데, 이런 화산체를 화산쇄설구라고 부른다. 마그마에 포함된 휘발성 성분이 그다지 많지 않아 산산이 부수어진 마그마가 하늘 높이 방출되지 못한 경우에는 화산쇄설물과 공기가 뒤섞여 큰 덩어리를 이루며 고속으로 산기슭을 흘러내린다. 마그마에 포함된 휘발성 성분이 적으면 폭발력이 약하므로 용암이 되어 조용히 흘러나온다.

용암의 유동은 용암의 온도와 점성에 의해 결정된다. 점성은 용암에 포함된 규산의 양이 70% 정도이면 크고, 50% 정도이면 작아진다. 점성이 크면 물엿처럼 끈적끈적하게 흐르며, 작으면 물처럼 줄줄 흐른다. 하와이 화산의 용암은 현무암질로 점성이 작고 온도도 1,200℃로 가장 높아 용암은 산기슭을 흘러내려 바다까지 도달한다.

용암은 표면 형태의 특징에 의해 파호이호이, 아아, 괴상 세 유형으로 구분된다. 표면이 매끄러운 파호이호이 용암, 발포로 인하여 표면이 거친 아아 용암은 모두 하와이 원주민의 용어이다. 그리고 다면체의 암괴로 덮여 있는 괴상 용암이 있다.

(출처: 지진과 화산의 궁금증 100가지(가미누마 가츠타다 외))

백두산은 역사 기록은 남긴 수천 년간 가장 큰 규모로 추정되는 화산폭발을 일으킨 전력이 있다. 1903년 마지막 분화가 있었으며, 2002년부터 2006년까지 미소지진의 증가와 지표 변위와 같은 화산활동으로 미루어보아 화산활동이 진행되고 있는 활화산으로 평가되며 향후 분화할 가능성도 있다.

백두산은 지리적 위치상 직접 관측을 통한 모니터링이 어렵다는 한계가 있으며, 위성영상을 이용한 원거리 관측이 가능하다. 기상청은 백두산의 화산활동 수준을 모니터링하기 위해서 위성영상을 이용해 2017년부터 연 2회 지표변위와 온도의 연간 변화추이를 정기적으로 분석하고 있다. 그 결과, 2017년 이후 백두산에서 나타나는 특이한 변화는 없으며 화산활동은 안정적인 것으로 판단하고 있다.

<그림> 백두산 화산활동 추이분석 (출처: 기상청) 

비행기 여행의 증가와 더불어 더욱 주목을 받는 화산 재해는 상업적인 제트 비행기가 분출하는 화산으로부터 나온 화산재를 만나는 것이다. 25년에 걸쳐 60편 이상의 비행기가 그런 사고로 피해를 보았다. 한 보잉 747은 일시적으로 모든 네 개의 엔진을 잃었는데, 알래스카에 있는 분출하는 화산으로부터 나온 재가 엔진에 빨려 들어가 불타게 했기 때문이다. 다행히 조종사는 비상착륙을 할 수 있었다. 비행항로 근처에서 화산재를 뿜어내는 분출에 대한 경고는 이제 여러 나라에서 나오고 있다.

(출처: 지구의 이해(시그마프레스))

물질을 분출하면서 형성되는 화산의 모양은 마그마의 성질에 따라 변한다. 용암이 분출하는 환경 조건(육지 혹은 바다 아래) 뿐만 아니라 마그마의 화학성분 및 가스함량이 특히 중요하다. 화산지형은 또한 마그마가 만들어지는 속도와 마그마를 지표로 올라오게 하는 배관 시스템에도 좌우된다. 

1. 중앙 분출

중앙 분출은 용암 혹은 화쇄물을 중앙 분화구에서 배출하는 것을 말한다. 화도는 마그마 방으로부터 상승하는 파이프 같은 공급 통로의 구멍이다. 물질은 이 통로를 따라 올라와 지표로 분출된다. 중앙 분출은 가장 흔한 화산 지형인 콘 모양의 화산을 만든다.

 1.1 순상화산

용암구는 중앙 화도로부터 나오는 연속적인 용암류에 의해 만들어진다. 용암이 현무암질이면 쉽게 흐르고 널리 퍼진다. 만약 용암류가 양이 많고 자주 있으면 2km 이상의 높이와 수십 킬로미터의 원둘레를 가지는 넓은 방패 모양의 화산이 만들어진다. 경사는 비교적 완만하다. 하와이 섬의 마우나로아는 순상화산의 고전적인 예이다. 이것은 해수면 위로 단지 4km 솟아 있지만 실제로 세계에서 가장 높은 구조이다. 해저에서부터 측정하면 마운로아는 10km 솟아 있어 에베레스트 산보다 높다. 이것은 직경 120km이며 로드아일랜드 면적의 세 배에 이른다. 이것은 약 100만 년 동안 두께 수 만 미터인 용암류 수천매가 쌓여 이 엄청난 크기로 자란 것이다. 하와이 섬은 실제로 바다로부터 솟아오른 여러 개의 순상 활화산으로 이루어져 있다.

 1.2 화산돔

현무암질 용암과는 달리 규장질 용암은 점성이 커 겨우 흐를 따름이다. 이들은 흔히 둥글고 급경사면을 가진 암석 덩어리인 화산돔(volcanic dome)을 만든다. 돔은 치약같이 측면으로 거의 퍼지지 않고 화도로부터 짜나온 것처럼 보인다. 돔은 때때로 화도를 막아 가스를 잡아 둔다. 압력이 증가하여 폭발하면 돔은 조각으로 날아간다. 세인트헬렌스 화산은 1980년 분출할 때 그 같은 폭발을 일으켰다.

 1.3 분석구 화산

화산의 화도가 화쇄물을 분출할 때 고체 조각은 모여서 분석구(cinder cones)를 만들 수 있다. 분석구의 프로파일은 암석 조각이 경사를 따라 내려가지 않고 안정된 최대각에 의해 결정된다. 정상 근처에 떨어진 큰 조각들은 고각의 안정된 경사면을 이룬다. 보다 작은 입자들은 분화구에서 멀리까지 운반되어 분석구의 아래쪽에서 완만한 경사를 이룬다. 정상부 화도를 가지고 위로 오목한 전형적인 화산구는 이와 같이 만들어진다.

  1.4 성층화산

화산이 화쇄물과 용암을 분출할 때 교호하는 용암류와 화쇄층은 오목한 복합화산, 즉 성층화산(stratovolcano)을 만든다. 층상화산은 섭입대 위에서 흔하다. 유명한 예는 일본에 있는 후지야마, 이탈리아의 배수비우스 화산과 에트나 화산, 미국 워싱턴 주의 레이니어 화산 등이다. 세인트헬렌스 화산은 거의 완전한 층상화산 모양을 가졌으나, 1980년 분출 때 그 북쪽 사면이 파괴되었다.

  1.5 화구

사발모양의 구덩이인 화구(crater)는 대부분의 화산에서 화도를 중심으로 볼 수 있다. 분출 동안 올라오는 용암은 화구 벽을 넘쳐 흐른다. 분출이 그치면 화구에 남아 있는 용암은 흔히 화도로 가라앉고 고화된다. 다음 분출이 일어나면 화쇄 폭발에서 화구의 물질이 날아갈 수 있다. 화구는 나중에 되떨어진 조각으로 부분적으로 채워진다. 화구의 벽이 가파르기 때문에 시간이 지나면서 함몰되거나 침식될 수 있다. 이와 같이 화구는 화도의 수 배 직경까지 자랄 수 있으며 수백 미터 깊이를 가질 수 있다. 예를 들어 시칠리의 에트나 화산의 화구는 현재 직경 300m이다.

  1.6 칼데라(caldera)

많은 양의 마그마가 분출할 때 큰 마그마 방은 그 천장을 지탱할 수 없다. 그런 경우 위에 있는 화산 구조는 격변적으로 붕괴할 수 있으며 큰 가파른 벽을 가진 분지 모양의 칼데라(caldera)로 불리는 함몰지를 남긴다. 이는 화구보다 훨씬 크다. 칼데라는 그 크기가 수 킬로미터에서 직경 50km 이상의 것까지 인상적인 지형이다. 로드아일랜드보다 큰 면적을 가진 옐로스톤 화산은 미국에서 가장 큰 활동적인 칼데라이다.

수십만 년 후에 새로운 마그마가 붕괴된 마그마 방에 다시 들어가 압력을 증가시킬 수 있으며 칼데라 바닥을 위로 밀쳐 돔 모양을 이루어 재활 칼데라를 만든다. 분출, 붕괴, 재활의 사이클은 지질시대를 통해 반복해서 일어날 수 있다. 지난 200만 년 동안 옐로스톤 칼데라는 격변적으로 세 차례 분출하였으며, 각각의 경우 1980년 세인트헬렌스 화산 분출 때보다 수백 배 내지 수천 배의 물질을 뿜어내어 현재 미국 서부의 대부분 지역에 퇴적시켰다. 또 다른 재활 칼데라는 뉴멕시코의 바예스 칼데라와 캘리포니아의 롱벨리 칼데라인데, 이들은 각각 약 120만 년 전과 76만 년 전에 분출하였다.

  1.7 다이아트림

지표 아래 깊은 곳에서 뜨거운 물질이 폭발적으로 탈출할 때 화도와 그 아래 있는 공급 통로는 분출이 약해짐에 따라 흔히 화산 각력암으로 채워진다. 그 결과물의 구조가 다이아트림(diatream)이다. 뉴멕시코의 주변 평원 위 높이 솟아 있는 선암은 퇴적암의 침식으로 노출된 마그마 분출 통로였던 다이아트림이다. 대륙 간 비행기 여행자에게 선암은 붉은 사막에 거대한 검은 고층건물같이 보인다.

다이아트림을 만든 분출 기작은 지질기록으로부터 알게 되었다. 어떤 다이아트림에서 발견되는 광물과 암석의 종류는 100km 정도의 아주 깊은 곳, 즉 상부 맨틀 내에서만 만들어질 수 있다. 가스로 충진된 마그마가 이 깊이로부터 암석권에 균열을 만들며 위로 밀쳐 올라와 대기 속으로 폭발하며, 가스와 지각 깊은 곳 및 맨틀에서 온 고체 조각을 때때로 초음속의 속도로 뱉어낸다. 이런 분출은 아마도 땅에 거꾸로 뒤집혀 암석과 가스를 공기로 뿜어내는 거대한 로켓의 배기처럼 보일 것이다.

아마 가장 이색적인 다이아트림은 남아프리카 킴벌리 다이아몬드 광산의 이름을 딴 킴벌라이트 파이프일 것이다. 킴버라이트는 주로 감람석 광물을 가지고 있는 페리도타이트의 화산암 유형이다. 킴벌라이트 파이프 또한 다양한 맨틀 조각을 가진다. 이 중에는 마그마에 글려 들어간 다이아몬드도 있다. 탄소를 눌러 다이아몬드 광물을 만드는 데 필요한 아주 높은 압력은 150km 이상 깊이의 지구 내부에서만 도달할 수 있다. 다이아몬드 및 다른 맨틀 조각들을 자세히 연구함으로써 지질학자들은 마치 200km 이상을 뚫어 본 것처럼 맨틀의 내부구조를 재현할 수 있다. 이런 연구들은 상부 맨틀이 주로 페리도타이트로 이루어져 있다는 이론을 강력히 지지한다.

2. 열극 분출   

가장 큰 분출은 중앙 화산이 아니라 지표에 있는 크고 거의 수직인 틈으로부터 나온다. 이 틈은 때때로 수십 킬로미터 길이에 달한다. 그런 열극 분출(fissure eruptions)은 새로운 해양지각이 생성되는 중앙해령을 따라 일어나는 화산활동의 주된 유형이다. 아이슬란드 해변에 있는 대서양 중앙해령의 한 부분에서 중간 크기의 열극 분출이 1783년에 일어났다. 그 결과 아이슬란드 주민의 ⅕이 기아로 죽었다. 32km 길이의 열극이 열려 약 12㎦의 현무암을 뱉어내었다. 그 양은 엠파이어 스테이트 빌딩의 중간 높이까지 맨해튼을 채울 수 있는 정도의 것이다. 1783년 재앙보다는 작은 규모이지만 아이슬란드에서 열극 분출은 계속된다.

 2.1 범람 현무암

평평한 지역에서 열극으로부터 분출하는 아주 유동성이 좋은 현무암 용암은 용암의 홍수처럼 얇은 시트 모양으로 퍼질 수 있다. 연속적인 용암류는 흔히 쌓여 범람 현무암(flood basalts)이라고 불리는 거대한 현무암질 용암 대지를 이룬다. 이는 분출이 중앙 화도에 제한되어 만들어지는 순상화산과 대조적이다. 약 1,600만 년 전 거대한 범람 현무암 분출로 콜롬비아 대지가 형성되면서 워싱턴 주, 오리건 주, 아이다호 주에 있었던 160,000㎢의 지형이 묻혔다. 각각의 용암류는 100m 이상의 두께를 가졌으며 어떤 것은 근원지에서 500km 이상 흐를 정도로 유동적이었다. 옛 표면을 덮은 용암 위에 새로운 계곡과 더불어 전혀 새로운 지형이 생겨났다. 범람 현무암으로 만들어진 대지는 모든 대륙에서 발견된다.

 2.2 회류층

대륙 위 화쇄물의 열극 분출은 회류층(ash-flow deposits)으로 불리는 단단한 화산 응회암을 시트 모양으로 넓게 퇴적시켰다. 옐로스톤 국립공원에 있는 숲이 연속적으로 그런 회류에 의해 묻혔다. 지구 위의 가장 큰 화쇄퇴적층의 일부는 4,500만 년 전에서 3,000만 년 전 사이인 신생대 중기, 현재 미국 서부 베이진 앤 레인지 지구에서 열극을 통하여 분출하였다. 화쇄 분출이 한창일 때 방출된 물질의 양은 놀랍게도 500,000㎦였다.

이는 네바다 주 전체를 약 2km의 암석으로 채우기에 충분한 것이다. 우리가 아는 한 인간은 이런 장관을 목격한 적이 없다.

(출처: 지구의 이해 제5판(시그마프레스))

지구의 표면에는 수천 개의 화산이 분포하며, 그 중 약 60%는 태평양을 둘러싼 지대에 산재해 있다. 이것을 환태평양화산대라고 한다. 또 이 화산대의 서쪽에서 히말라야를 거쳐 지중해지역을 거치는 지중해화산대도 화산의 집중지역이다. 이 밖에 태평양 중심부의 화산도, 아프리카 동부의 화산대, 대서양을 남북으로 지나는 화산대가 있다.

그리고 세계 각처의 화산은 그 분출화산암의 화학조성이 지역에 따라 다소 다른데, 환태평양화산대의 용암은 calc-alkaline rocks라고 하는 계열에 속하고, 대서양지방과 아프리카 동부 및 태평양의 내부의 화산은 alkaline rocks라는 계열에 속한다. 알칼리암은 안칼리, 특히 나트륨(Na)이 많고 칼슘(Ca), 철(Fe), 마그네슘(Mg)이 적은데, 칼크 알칼리암은 이와 반대이다. 이와 같은 사실로써 화성암의 근원이 되는 마그마를 대서양형과 태평양형의 2대 암석구로 구별할 때도 있다. 우리나라의 북한, 울릉도, 제주도의 화산암은 알칼리암에 속한다.

(출처:지구과학(저자 김소구))