<사진. 이번 조사에서 취득한 최신 지형 데이터와 Deep Tow에 의한 잠항, 용암 채취지점
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

해양조사선에 의한 니시노섬 및 주변 해역의 학술 조사 연구

- 해저면의 촬영 및 지형조사, 시료의 채취, 니시노섬 화산의 관찰 등을 실시

국립연구개발법인 해양연구개발기구, 국립연구개발법인 산업기술종합연구소, 국립대학법인 도쿄대학 지진연구소 공동연구팀은 오가사와라 열도의 니시노섬에서 4.5km 이상 외측의 해역에서 JAMSTEC의 해양조사선에 승선하여 학술조사를 실시하였다. 이번 조사에서는 니시노섬 주변 해역의 해저면 촬영 및 해저지형 조사, 해저에 있는 용암시료의 채취를 수행하고, 니시노섬의 분화활동으로 분출한 화산재를 채취하거나, 계속되는 분화 모습을 관찰할 수 있다.

본 조사의 연구결과는 다음과 같다

(1) 해저지형 조사
니시노섬에서 4.5km 외측에 선박에 탑재한 멀티빔 음향측심기에 의한 상세한 해저지형 조사를 실시하였다. 그 결과, 2008년 해상보안청에 의한 해저지형 조사와 비교하여 현저한 변화는 없고, 섬에서 4.5km 외측에 이번 분화에 의한 용암류가 도달하지 못한 것 및 해저 분출구가 새롭게 형성되지 않았다는 것을 확인할 수 있었다. 4.5km 권외부터 본 니시노섬까지의 해상에서 화산성 부유물이 발견되지 않은 것도 이 조사결과를 뒷받침하는 것이다.

(2) 해저면의 촬영 및 용암시료의 채취
이번 조사에서 전체 11회의 심해 예항조사 시스템에서의 잠항조사를 실시하여 니시노섬 화산이 얕은 해역(수심 약 200m까지)에 심해지역(수심 약 2,000m까지)의 해저면 관찰, 촬영을 수행하고, 준설기(dredge, 해저 지질의 시료채취에 이용되는 기구)에 의해 다양한 용암시료를 채취할 수 있었다. 용암시료도 이번 분화활동에 의한 것은 아니지만, 감람석을 포함한 용암과 마리아나 열도의 해저 화산에서 채취된 초생 마그마와 유사한 특징을 가진 용암이 채취되어 대륙 탄생의 열쇠를 쥔 시료일 가능성이 있다.

(3) 화산재의 구성 입자
이번 조사에서 선상에 니시노섬 유래의 화산재가 여러 번 내린 것으로 확인되어 선도부 및 선교부에 30×24cm의 트레이를 24~36시간 정도 설치하여 5일간 합계 4회의 화산재 시료를 회수하였다. 채취량은 각각 3~20mg이었지만, 이것과 별도로 선교 및 현측부의 선체에 쌓인 화산재 약 6g도 채취하였다.

트레이에서 채취한 화산재의 입경은 서로 다르며, 100um 정도보다 작은 것부터 최대 입경이 500um 정도의 것까지 존재하였다. 입경의 차이는 배가 분연(噴煙)을 횡단한 위치, 화구로부터의 거리, 당시의 풍속, 분하의 강약 등에 기인한다고 생각한다.

구성입자로는 흑색 및 갈색 투명의 유리입자가 주체였다. 흑색 유리의 대부분은 유리광택과 예리한 파단면 또는 보존된 기포벽을 가지며, 구상, 액적상, 리본상의 입자도 관찰되었다. 흑색입자의 10% 정도는 유리 광택이 나타나지 않는 치밀 또는 조금 발포된 암편이었다. 한편 갈색입자는 치밀한 것과 잘 발포된 것이 관찰되어 치밀한 것이 80~90%를 차지하고 있어 많은 입자가 유리 광택을 나타내고 있다. 갈색의 치밀한 입자 일부는 약간 둥근 형태를 나타내고 있으며, 사장석의 유리결정 및 파편이 아주 소량 나타났다.

이러한 관찰결과로부터 화산재 구성입자의 대부분이 현재 활동 중인 마그마에서 유래하여 분출 후에 급냉된 이른바 본질 유리라고 생각된다. 단 화구 내에서 이전에 분출한 유리편 및 암편이 포함되어 다시 분출된 것도 포함되어 있다고 생각된다.

(4) 화산체 인근에서의 분화활동 상황 관측
6월 13일부터 18일까지 6일간 선상에서 니시노섬의 분하활동 상황에 대해 관찰하여 스트름볼리식 분화(Strombolian eruption)와 용암유출이 멈추지 않고 마그마 공급이 지속되고 있다는 것이 확인되었다. 배의 위치, 동일한 위치에서 촬영한 섬의 형태, 섬의 윤곽을 기초로 암재구(scoria cone)의 해발을 산정한 결과, 140~150m 정도이었기 때문에 해발 137m로 계측된 2015년 3월 1일 이후, 암재구는 약간 높아졌다고 생각된다.

용암류는 암재구 동쪽 산중턱에 형성된 작은 화구언덕(해발 약 100m)의 산기슭에서 남쪽 방향으로 유출하고 완사면을 형성하면서 바다에 도달하여 섬을 확대시킨다. 암재구의 산 정상 화구(직경 50~60m)에서 수십 초~1분 정도의 간격으로 짙은 갈색의 분연이 상승하고, 분연에는 탄도 방출물이 동반되는 것이 많다는 것을 확인할 수 있었다.

니시노섬의 남동쪽에는 용암류가 바다로 유입되어 수증기의 백연이 발생하는 모습이 확인되었다. 지형적인 특징 및 백연의 분포상황, 적외선 카메라에 의한 열화상을 기초로 하면 용암류는 소화구의 기슭, 해발 70~80m 부근에서 유출된 후 남동사면을 유하하여 섬의 남쪽 연안에서 바다로 흘러들어간다고 생각된다.

■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr