11 월 10, 2023, 크리스틴 욘스도티르아이슬란드 기상청 화산 연구국장인 그는 드물게 쉬는 날을 보내고 있었습니다. 그녀는 “내 50번째 생일이었다”고 말했다. 그러자 모든 것이 흔들리기 시작했습니다. 그녀는 하루 종일 휴대전화를 바라보며 아이슬란드의 레이캬네스 반도 지도에서 지진이 일어나는 것을 지켜보곤 했습니다.

반도에서는 땅이 갈라지고 용암이 쏟아지는 균열 폭발이 발생합니다. 10월 말부터 인기 있는 블루 라군 스파, 지열 발전소, 해안 마을인 그린다비크(Grindavík)가 있는 반도의 스바르첸기(Svartsengi) 지역에 관심이 집중되었습니다. 반도의 마지막 세 번의 균열 폭발은 고립된 계곡을 불로 가득 채웠습니다. 하지만 이제 그 마을은 위협을 받고 있었습니다.

10월 3,600일에 발생한 폭풍의 소용돌이로 인해 묻혀 있던 마그마 강이 그린다비크와 그 주민 XNUMX명을 향해 굽이쳐 흘러가고 있음이 드러났습니다. 더욱 고통스러운 것은 액체 불의 장막과 유사한 수직 마그마 덩어리인 제방이 지하 강에서 솟아올라 지표면 바로 앞에서 멈췄다는 것입니다.

당국은 재빨리 마을을 대피시켰습니다. 그리고 모두가 기다렸습니다.

18월 XNUMX일, 화산 균열로 인해 마을 북동쪽 땅이 갈라지고 겨울 땅이 녹은 암석으로 뒤덮였습니다. 강렬한 폭발은 며칠 동안 지속되었으며 Grindavík 외부에 머물 렀습니다.

그러다가 3월 14일 오전 60시, 집으로 돌아온 소수의 주민들이 알람 소리와 함께 대피하라는 문자 메시지에 잠에서 깨어났습니다. 또 다른 폭발이 마을을 침범했습니다. XNUMX시간 정도 후에 사건이 끝났을 때 집 여러 채가 전소되었지만 아무도 죽지 않았습니다.

Grindavík의 주민들은 적극적인 지역 당국, 비상 관리자 및 지구 내부 연구에 생명을 불어넣었습니다. 과학자들은 지진파와 행성 지각의 왜곡을 해독하여 마그마의 움직임을 추적해 왔습니다. 한반도의 화산 배관 지도를 작성함으로써 그들은 화산 활동이 일반적으로 어떻게 작용하는지에 대한 더 나은 이해를 구축하는 동시에 앞으로 더욱 정확한 지역 예측을 제공하는 것을 목표로 하고 있습니다.

작업이 진행 중입니다. 이번 화산 위기는 아직 끝나지 않았습니다. 800년 동안 폭발을 보지 못했던 반도가 이제 깨어났습니다. 지질학적 증거에 따르면 폭발은 수년, 수십 년, 심지어 수백 년 동안 계속될 수 있습니다.

Jónsdóttir는 “우리는 용암이 솟아오르는 것을 극히 일부만 보았습니다.”라고 말했습니다. “자연은 암울해요.”

지구물리학의 힘

균열 분출 — 아이슬란드와 하와이 및 (몇천년 전) 아이다호, 뉴멕시코, 캘리포니아 — 예측하기 어렵습니다. 산악 지형을 특징으로 하는 고전적인 화산 폭발과 달리 균열이 어디에서 나타날지 정확히 예측하기는 어렵습니다.

레이캬네스 반도의 균열 화산 활동은 특히 독특합니다. 현재는 그 자리에 얼어붙은 고대 용암류를 보면 폭발이 수년 동안 이 지역을 괴롭혔지만, 이 사건의 양쪽에서는 수세기 동안 화산 활동이 없었다는 사실이 드러납니다. 마지막 폭발 시기는 1240년에 끝났습니다. 그 종류의 세 번째 지난 4,000년 동안 한반도에서 각 성단은 대략 800세기 간격으로 분리되었습니다. 그런데 왜 대략 XNUMX년이라는 주기가 존재하는 걸까요? “솔직히 말해서 우리는 아직 모른다”고 말했다. 알베르토 카라치올로, 아이슬란드 대학의 지질학자.

화산 활동이 있다는 사실은 전혀 충격적이지 않습니다. 반도는 맨틀 기둥 위에 자리잡고 있습니다. 열의 샘 지구의 핵-맨틀 경계에서 상승합니다. 그리고 그것은 유라시아판과 북아메리카판 사이의 분출되기 쉬운 봉합부인 대서양 중앙 해령에 걸쳐 있습니다. 레이캬네스의 불안정한 구조로 인해 이 지역은 세계에서 가장 정밀한 화산 지역 중 하나가 되었습니다.

따라서 2020년에 수만 건의 지진이 반도를 흔들기 시작하고 땅이 부풀어오르기 시작했을 때 과학자들은 이 소동이 XNUMX세기에 걸쳐 진행 중인 화산 활동의 전주곡일 수 있다고 의심했습니다. 그들은 어디인지 알아내기만 하면 되었습니다. 

마그마 사냥

마그마가 지각 깊은 곳의 암석을 깨뜨릴 때 뚜렷한 특징을 지닌 지진이 발생합니다. 이러한 지진파와 그 특성은 과학자들에게 마그마의 존재와 이동에 대한 가장 즉각적이고 가장 모호하지 않은 단서를 제공합니다. 화산재난 때 “한 가지만 가질 수 있다면”이라고 말했다. 샘 미첼, 브리스톨 대학의 화산학자는 "그렇게 될 것입니다."

이동 중인 마그마가 충분히 얕으면 땅도 눈에 띄게 변형됩니다. 위성은 레이더를 사용하여 몇 시간, 며칠 또는 몇 주 동안의 고도 변화를 식별합니다. 지상 GPS 관측소는 고도 변화에 대한 고해상도 실시간 정보도 제공합니다.

Jónsdóttir는 2020년에 시작된 지진의 불협화음이 마그마 이동과 지각판의 움직임에 의한 것이라고 의심합니다. 아이슬란드에서는 유라시아판과 북아메리카판이 완전히 분리되지 않고 이동하면서 서로 긁히고 있습니다. 폭발적인 주기 사이에는 많은 구조적 스트레스가 축적됩니다. 그런 다음 마그마가 이 경계를 따라 지하의 크레바스로 유입되면 강력하고 빈번한 지진의 형태로 긴장이 해제됩니다.

하지만 2021년 초에 이 마그마틱 기계는 기어를 바꿨습니다. 고도 변화와 지진 동요 모두 마그마가 무인 계곡 옆에 있는 작은 화산 마운드인 Fagradalsfjall 아래에 모이고 있음을 시사했습니다. 수개월 동안 한반도의 깊은 지각 내에서 장기간의 지진이 진동했습니다. 이러한 유형의 지진은 “지하에서 목격되었습니다. 다른 화산 전 세계적으로 알려져 있지만 아직 완전히 이해되지는 않았습니다.”라고 말했습니다. 톰 와인더, 아이슬란드 대학의 화산 지진학자. 수수께끼이긴 하지만, 그들은 무언가 느린 일이 일어나고 있음을 암시합니다. 아마도 뜨거운 암석이 점진적으로 조각나거나 수축을 통해 짜내는 마그마 덩어리 등이 있을 것입니다.

그러다가 19년 2021월 2022일, 2023세기 만에 처음으로 한반도가 폭발했습니다. XNUMX개월 동안 Fagradalsfjall 옆 균열에서 녹은 물질이 분출되었습니다. XNUMX년과 XNUMX년 여름에 두 번의 짧은 폭발이 이어졌습니다.

저음과 같은 장기간의 떨림 외에도 세 번의 Fagradalsfjall 폭발 이전에 발생한 전반적인 지진 교향곡은 마그마가 표면으로 특이한 경로를 취하고 있음을 시사했습니다. 얕은 지각에 모이는 대신, 녹은 암석이 깊은 깊이, 즉 지각과 밑에 있는 퍼티 같은 맨틀 사이의 경계에서 표면으로 곧장 솟아오르는 것처럼 보였습니다. Winder는 “들어본 적이 없는 일입니다.”라고 말했습니다.

아이슬란드의 많은 화산계와 비교하면 Fagradalsfjall은 이상하게 행동하고 있었지만 적어도 누구와도 멀리 떨어진 곳에서 일어나고 있었습니다.

2023년 XNUMX월이 되어서야 과학자들의 호기심은 남쪽의 인프라가 풍부한 스바르첸기 지역으로 활동이 옮겨가면서 불안으로 바뀌었습니다.

그린다비크 전투

Svartsengi 지역의 땅은 2020년 이후 여러 차례 상승했다가 상승을 멈췄습니다. 이는 마그마가 분출하지는 않았지만 불규칙한 간격으로 도착했음을 암시합니다. 그러나 2023년 말에 이르러 움직임의 속도가 급격하게 높아졌습니다. 마그마는 그 어느 때보다 빠르게 이 지역으로 진입하고 있었습니다. XNUMX월 중순에는 코끼리 크기의 수평 마그마 몸체인 암상이 Svartsengi 아래 불과 몇 킬로미터 떨어진 곳에 자리잡고 있었습니다. Jónsdóttir는 “모두가 긴장하고 있었고 다음에 무슨 일이 일어날지 전혀 알지 못했습니다.”라고 말했습니다. 폭발이 언제 어디서 일어날지는 확실하지 않았습니다.

11월에 이 지역을 뒤흔든 지진이 방향을 제시하는 데 도움이 되었습니다. 처음에는 엄청난 숫자로 인해 아이슬란드 기상청의 지진 모니터링 기능이 과부하되었지만 직원들은 신속하게 혼돈 속에서 합창단을 찾아 가사를 해독했습니다. 암석이 부서지는 지진은 일부 마그마가 바닥을 떠나 옆으로 움직였다는 것을 의미했습니다. 그리고 지상 감시 위성은 지진이 암시하는 바를 확인했습니다. Svartsengi의 토대 위의 땅은 마그마가 빠져나가면서 무너졌습니다.

그 마그마가 어디로 갔는지 쉽게 알 수 있었습니다. Grindavík 주변의 땅이 가라앉고 있었습니다. 땅을 읽는 화산학자에게 그 패턴은 마그마가 없다는 것이 아니라 마그마가 침입했다는 것을 드러냈습니다. 암상을 떠난 마그마는 Grindavík 바로 아래에서 위쪽으로 흔들리기 전에 옆으로 이동했습니다. 그것이 솟아오를 때, 이 수직 마그마 덩굴손은 바위 벽을 옆으로 밀었습니다. 그 결과, 덩굴손 위의 땅이 새로 생성된 공허 속으로 가라앉게 되었습니다. 나중에 과학자들은 보고할 것이다 10월 7,400일 지진 폭풍 중 어느 시점에서 약 XNUMXmXNUMX의 마그마가 매초마다 토대에서 덩굴손으로 솟아올랐습니다.

이러한 지하 이동의 징후는 지열 발전소의 시추공 내부에서도 발견되었습니다. 이산화황과 같은 화산 가스는 마그마에서 탈출하다 얕은 깊이에서는 폭발이 임박했다는 신호일 수 있습니다. 과학자들은 시추공 내에서 가스와 압력 변화를 확인했습니다. 이는 마그마가 도시로 이동하고 있다는 또 다른 징후입니다.

제방으로 알려진 거대한 마그마 덩굴손이 Grindavík 아래에서 솟아올랐고, 꼭대기는 거리에서 불과 800m 아래에 있었습니다.

10월 10일 지진 폭풍이 발생한 지 몇 시간 만에 과학자들은 폭발 가능성이 매우 높은 XNUMX마일 길이의 땅을 확인했습니다. 그것은 마을 북동쪽에 있는 일련의 오래된 화산 분화구에서 남서쪽으로 그린다비크를 가로지릅니다. 자정이 되자 아이슬란드 시민 보호대는 마을을 대피시켰고, 건설 노동자들은 용암으로 인해 침수될 가능성이 가장 높은 지역에 서둘러 보호벽을 세웠습니다.

다음 몇 주 동안 지구물리학적 관찰을 통해 마그마가 여전히 이 지역으로 흘러가고 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 18월 11일까지 풍선 지면을 기준으로 과학자들은 약 90만 입방미터의 신선한 마그마가 창틀에 축적된 것으로 계산했습니다. 그 정도는 감당할 수 있을 것 같았습니다. 그날 또 다른 시끄러운 마그마 흐름이 토대를 떠나 제방을 가득 채웠습니다. 암석을 깨는 지진은 과학자들에게 마그마가 마침내 표면을 깨뜨리고 있음을 경고했으며, 지진이 시작된 지 XNUMX분 후에 "우리는 폭발을 일으켰습니다"라고 Jónsdóttir는 말했습니다. “정말 빠른 이벤트였어요.” 다음 며칠 동안 폭발로 인해 제방이 안정되고 안정될 만큼 충분히 배수되었습니다.

이 패턴은 14월 12일 폭발 이전에도 반복되었습니다. 3,000만 입방미터의 마그마가 XNUMX시간 후에 폭발을 촉발하기 전에 토대를 채웠습니다. 이번에는 마을 북쪽에 있는 보호벽 중 하나 근처에 나타난 XNUMX피트 길이의 균열에서 지옥 같은 물질이 흘러나왔고, 용암이 가까스로 방향을 바꾸었습니다. 그러나 두 번째로 작은 균열이 마을 가장자리, 성벽 뒤에서 나타나 세 채의 집이 파괴되었습니다.

그 후, 창틀이 다시 부풀어 오르기 시작했습니다. 이 시점에서 과학자들은 암상이 최소 9만 입방미터의 용융 물질로 채워지면 폭발 가능성이 매우 높아질 것이라고 계산했습니다. 8월 초에 암상은 그 한계점을 초과했고, 3월 XNUMX일에 또 다른 폭발이 시작되었습니다. XNUMX월 폭발 현장 근처에 XNUMXkm 길이의 균열이 생겨 용암이 그린다비크에서 흘러나와 반도 대부분에 뜨거운 물을 공급하는 파이프 쪽으로 흘러갔습니다.

그래서 사이클이 계속됩니다.

지구화학적 계시

과학자들이 Svartsengi의 마그마 심장의 맥박을 측정하기 위해 사용하는 지구물리학적 기술은 단지 실시간으로 위험을 추적하는 것이 아닙니다. 그들은 또한 모든 마그마를 표면으로 보내는 동맥의 그림을 구성하는 데 도움을 주고 있습니다. 이는 전체 반도를 이해하고 그것이 장기간에 걸쳐 어떻게 작용할 수 있는지를 이해하는 데 중요합니다.

현재 활동 중인 두 화산계인 Fagradalsfjall과 Svartsengi는 불과 몇 마일 떨어져 있습니다. 근접성에도 불구하고 지질학적 증거는 이들이 서로 다른 시스템임을 강력하게 시사합니다. 그들의 지하 아키텍처는 명백히 다릅니다. Fagradalsfjall에서는 마그마가 맨틀에서 표면으로 곧장 솟아오르는 반면, Svartsengi에서는 얕은 지각에 일시적으로 저장되어 있습니다.

그러나 놀랍게도 두 시스템은 지구 맨틀의 동일한 원천에서 물질을 끌어오는 것처럼 보이며 깊은 연관성을 암시합니다.

에드 마샬아이슬란드 대학교의 지구화학자인 는 두 화산계가 어떻게 연결되어 있는지, 그리고 왜 차례로 분출하는지 알아내기 위해 두 지역의 폭발로 인해 새로 퍼진 용암을 연구했습니다. “가스와 용암이 당신을 몰아낼 수 없는 곳에 주차하고 싶을 것입니다.”라고 그는 말했습니다. 그런 다음 "들어가서 샘플을 퍼내고 도대체 꺼내세요."

일반적으로 아이슬란드의 용암은 비슷한 화학적 패턴을 나타냅니다. 그러나 Marshall은 마그마 수프를 구성하는 특정 원소와 화합물의 혼합물을 언급하면서 "Fagradalsfjall은 세계에서 가장 이상한 용융 화학을 가지고 있습니다"라고 말했습니다. “사실 이상한 것만은 아닙니다. 독특해요.” 즉, Svartsengi 용암이 가지고 있다는 점을 제외하면 독특합니다. 거의 똑같은 화학적 지문, Fagradalsfjall과 Svartsengi는 겉으로는 독립된 화산계로 보이지만. 마샬은 “그건 전혀 말이 안 된다”고 말했다. "이 시점에서 자연은 우리를 혼란스럽게 만들고 있습니다."

그러나 "만약 사물이 물리적으로 깊이 연결되어 있다면 그것은 전체 문제에 대한 매우 우아한 해결책입니다."라고 그는 말했습니다.

한반도 화산활동에 대한 지진분석이 진행 중이다. 과학자들은 최근 폭발에서 그랬던 것처럼 앞으로 몇 달, 몇 년 안에 다음에 어디에서 나타날지 예측할 수 있기를 바라고 있습니다. 시작으로, 할도르 게이르손아이슬란드 대학교의 지구물리학자인 와 그의 동료들은 위성 레이더를 사용하여 이 불안한 기간 동안 한반도의 단층과 균열을 지도화하고 있습니다. 숨겨진 결함을 드러낼 수 있다미래에 균열이 분출될 장소가 될 수 있는 장소도 포함됩니다.

후속 폭발이 Svartsengi의 최근 폭발과 동일한 패턴을 따를 것이라는 보장은 없습니다. 시스템의 암벽 제방 심장이 반드시 고정된 특징은 아닙니다. “분출이 발생할 때마다 배관 시스템을 변경합니다. 0으로 다시 재설정되지 않습니다.”라고 Mitchell이 ​​말했습니다.

Grindavík의 미래 거주 가능성은 공개된 질문이며, 반도의 다른 도시가 용암 급류에 직면하게 될지는 아직 지켜봐야 합니다. 레이캬네스 반도의 새로운 하이퍼화산 시대가 이제 막 시작되었으며, 이는 수년, 수십 년, 어쩌면 수백 년 동안 지속될 수도 있습니다.

“안타깝게도 앞으로는 좋은 소식이 없습니다.”라고 Jónsdóttir는 말했습니다.