화산 분화는 예지가 가능할까?

 화산 분화를 실제로 미리 알 수 있을까? 화산 주변에 많은 사람이 사는 일본에서는 화산 분화 예지가 중요한 과제의 하나이다. 고문서에도 분화 전에 명동이 있었다는 기록이 남아 있는 것으로 보아 화산 인근 주민들의 경험을 바탕으로 특이한 자연 현상과 분화를 연관시켰음을 알 수 있다. 이것도 일종의 경험적인 분화 예지라고 생각할 수 있다. 현재는 정밀한 관측 기기에 의한 화산 관측을 통하여 분화 전에 발생하는 이상 현상을 정밀하게 파악할 수 있다. 그러면 분화 예지에 필요한 정보는 무엇일까? 일반적으로 분화 예지는 분화의 시기, 장소, 규모, 양식, 추이 등 다섯 항목의 파악을 가리킨다. 여기에서 어느 정도 관측이 진행되고 있는 화산을 들어 분화 예지에 필요한 다섯 항목을 간단히 검토해 보자.

1) 분화시기

예를 들면 사쿠라지마 화산을 관측, 연구하고 있는 교토 대학에서는 지반의 경사와 신축을 정밀하게 측정함으로써 현재 사쿠라지마 분화를 80% 이상의 확률로 예측하는 데 성공하였다. 그리고 2000년 우수 산 분화에서는 과거의 분화 이력을 토대로 1주일 이내 범위에서 분화를 예측함으로써 1주일이라는 시간 범위의 예측이 가능한 사례가 탄생하였다. 그러나 이 경우는 어디까지나 예측이며, 확실한 예지에 이르기 위해서는 아직도 많은 시간과 연구가 필요하다. 

2) 분화 장소

화산체의 어느 곳에서 분화가 일어날까? 예를 들면, 산꼭대기에서 일어나느냐 또는 산기슭에서 일어나느냐의 문제이다. 일반적으로 분화 전에는 화산성 지진이 자주 발생한다. 지진의 진원은 화산체 깊은 곳에서 이동하는데, 진원의 이동을 정밀하게 파악할 수 있는 경우에 그 종점이 분화 지점이 되기도 한다. 또한 화산체의 열 분포를 조사하면 분화 지점 부근의 온도가 분화 전에 급격하게 올라가는 수가 있다. 이런 경우에도 어느 정도 분화 지점을 예측할 수 있다.

3)분화 규모

이것은 매우 어려운 항목이다. 현재의 연구 수준은 화산의 과거 분화 이력을 토대로 같은 분화가 일어날 가능성이 높다는 경험 법칙으로 예측하는 단계이다. 따라서 2000년 6월 미야케 섬 분화와 같이 이전과 다른 규모의 분화가 발생하는 경우 이를 예측하는 것은 어려운 실정이다.

4) 분화 양식

분화 규모와 마찬가지로 과거의 경험 벅칙으로 예측하는 단계이다. 지질학적 연구에 의해 같은 화산일지라도 분화한 시대에 따라 마그마 성분이 달라지고 있음을 알 수 있다. 마그마 성분이 변하면 분화 양식도 변하게 된다. 분화 규모와 양식을 알 수 있다면 화산쇄설류의 발생도 예측할 수 있지만, 과거의 경험 법칙에 근거하는 것만으로는 화산 쇄설류의 발생을 정확하게 예측하지 못한다.

5) 분화 추이

분화가 시작되고 나서 그 분화가 어떻게 진행될지 또는 어느 정도 지속할지를 알아내는 것은 매우 어렵다. 예를 들면, 분화 초기의 수증기 폭발이 보다 본격적인 수증기 마그마 폭발로 진행될지를 알아내기는 결코 쉽지 않다. 분화할 때 방출된 분출물을 조사함으로써 마그마 기원 물질이 포함되어 있는지를 판단할 수는 있지만, 사전에 '다음 분화는 수증기 폭발이다'라고 발표할 수는 없다. 또한 분화가 진정되고 몇 개월이 지나 다시 분화하는 경우도 있으므로 화산 활동의 종료를 예측하는 것도 어렵다.

 화산 분화의 예지에서 또 한 가지 중요한 점은 사회와의 관련성이다. 분화 예지는 그 자체로도 중요한 연구 주체의 하나이지만, 사회와의 관련성과 필요성을 고려해야 하는 매우 큰 특징을 갖고 있다. 멀리 떨어진 무인도나 해저에서 화산이 분화하면 연구 면에서는 중요한 사건이지만, 사회적으로는 흥미를 끌지 못한다. 그런 의미에서 분화 예지는 과학과 사회의 접점을 어디에 설정해야 할지 판단하기 매우 어려운 주제이다. 이는 화산학자뿐 아니라 지자체, 방재 관계자, 사회학자를 포함하는 큰 틀에서 다루어져야 할 주제라고 할 수 있다. 화산 분화 예지는 연구 면에서나 경험 면에서도 계속 발전하고 있다.