백두산 화산의 전조활동 분석 연구

우리 민족의 영산인 백두산은 동북아시아 지역에서 가장 활동적인 화산의 하나이며, 10세기 대분화는 지난 2,000년 이내에서 가장 격렬한 화산활동이었다. 백두산 천지 일원에서는 2002년에서 2005년까지 지하 마그마의 관입에 의한 화산성 지진의 급증 및 비정상적인 지표 변형이 발생하였다. 화산구조성 지진의 규모가 2002년 7월부터 갑자기 급증하였으며, 지진발생 빈도도 한 달에 수십 회에서 수백 회로 증가하였으며, 2002-2003년도에는 하루에 백 여 회의 군발(群發)지진이 발생하였으며, 2003년에는 연간 2,100여 회 발생하였고, 2006년도부터는 감소하는 추세를 보여 현재에는 1999년-2001년의 수준을 유지하고 있다. 주파수가 대체로 5 ㎐ 또는 5-10 ㎐의 범위에 속하는 이러한 지진들은 B-형 화산구조성 지진(VT-B)과 장주기 지진(LP)으로 지하 3~5 ㎞ 천부에 위치한 마그마방 상부의 균열과 마그마의 관입에 기인하는 것이다. 2002년도부터 2009년도까지의 GPS관측에 의한 지표면의 수평변위에 의하면 2002년 이후 천지 칼데라 정상부를 중심으로 화산체가 팽창하는 것이 감지되었으며, 2002년도 대비 2003년도에는 약 4 ㎝ 이상이었고 2003년도 이후에 그 변화율은 감소하는 경향으로 보였다. 백두산 성층화산체 사면에서의 정밀수준 측량에 의한 지표면의 수직적 팽창 또한 최대 10 ㎝ 이상의 변위를 보였으며, 수직 변위와 수평 변위 모두 2006년도 이후 변화율은 다소 감소하는 추세를 보이나, 여전히 불안정한 상태를 보이고 있다. 온천에서 채취한 화산가스로부터 분석된 헬륨 동위원소비(³He/⁴He)의 높은 값은 이들 가스들이 맨틀로부터 유래된 것임을 증명하고 있다. 천지 주변의 온천수의 온도가 69℃에서 점진적으로 증가하여 최대 83℃에 이르고 있다. 그간 비교적 큰 규모의 지진에 의한 산사태, 암벽붕괴, 화산가스에 의한 나무의 고사 등이 관찰되었고, 올해 여름 천지 칼데라 외륜산의 절벽으로부터 수차례의 암벽붕괴도 발생하였다. 이런 모든 현상들이 백두산 천지화산이 불안정한 상태에 있으며, 잠재적으로는 충분하게 분화 가능성이 있다는 것을 지시하는 것이다. 강력한 화산 감시 모니터링과 화산재해 경감을 위한 사전 방재대책이 필요한 단계라고 평가된다.

The Baegdusan volcano is one of the most active volcanoes in northeastern Asia, and the 10th century eruption was the most voluminous eruption in the world in recent 2,000 years. During the period from 2002 to 2005, volcanic earthquakes and abnormal surface distortions by suspected subsurface magma intrusion beneath the volcano were observed in the Baegdusan area. Seismic activity has gradually increased with earthquake swarms during 2002-2003 and hundreds of seismic event in a day, especially annual peak of 2,100 in 2003. Then the number of seismic activity has declined since 2006 to the background level in 1999-2001. According to the typical frequency of volcanic earthquakes in the Baegdusan volcano, the frequency distribution of typical volcanic earthquakes between 2002 and 2005 indicates that all the main frequency of the earthquakes basically falls down less than 5 ㎐ and 5-10 ㎐. These events are all the VT-B and LP events caused by the shallow localized fracture and intrusion of magma. The horizontal displacement measurement by GPS during the period from 2000 to 2007 of the Baegdusan stratovolcano area indicates that an inflated process has been centered at the summit caldera since 2002. The displacement between 2002 and 2003 reached at a maximum value of 4 cm. After 2003, the deformation rate of the volcano continued to decrease with unusual variation during the period from 2006 to 2007. After 2003 the vertical displacement uplift rate falls down gradually but still keeps in an uplift trend in northern slope. It is generally believed that when ³He/⁴He(R) in a gas sample from a hot spring exceeds ³He/⁴He(R) in the atmosphere, it can be concluded that mantle-source. And temperatures of hot springs are rising steadily to 83℃. It is unrest signals at the Baegdusan, which is potentially active. The Baegdusan volcano is now in unrest status, there is eruption threat in the near future. Intensified monitoring and emergency response plan for volcanic risk mitigation are urgent for the volcano.

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참고문헌 (52)

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1. [기타자료] - 기상청 / 2011 / 백두산 화산재 영향 분석 / 보도 자료 : 10 ~

2. [단행본] - 도성재 / 2010 / 백두산 - 현재와 미래를 말한다 / 한국학중앙연구원 출판부 : 459 ~

3. [학술지(정기간행물)] - 소원주 / 1999 / 백두산 화산의 홀로세 대분화 연구 : 개관 / 한국지구과학회지 20 (5) : 534 ~ 543

4. [학술대회논문] - 윤성효 / 2010 / 자연재해 : 백두산 화산 분화전조 현상 / 한국지구과학회 2010년 추계학술발표회 초록집 : 3 ~ 7

5. [단행본] - 윤성효 / 2011 / 백두산 대폭발의 날 / 해맞이출판사 : 374 ~

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