[재난과안전] 전 지구적인 재앙 지구 속의 시한폭탄, 화산火山

화산火山(volcano)이란?

화산은 지하 깊은 곳에서 생성된 마그마가 벌어진 지각의 틈을 통해 지표 밖으로 나오는 산을 말한다. 이때 휘발하기 쉬운 성분은 수증기, 이산화탄소, 수소, 질소 등의 화산 가스가 되고 나머지는 용암이나 화산재, 화산탄, 부석 등의 화산쇄설물火山碎屑物이 된다. 한반도에는 활화산活火山으로 재규정된 백두산을 비롯하여 제주도의 한라산, 울릉도의 성인봉이 있다. 직접적인 화산활동을 목격할 수는 없지만, 전 세계에 퍼져 있는 많은 화산과 그 폭발 현장을 확인하는 것만으로도 그 위력은 충분히 실감할 수 있다.

화산은 지구뿐만 아니라 태양계의 여러 행성과 위성에서도 발견된다. 화성의 올림푸스 산은 태양계에서 가장 높은 화산이고, 목성의 위성 이오Io는 400개 이상의 활화산을 가진 태양계에서 화산 활동이 가장 활발한 곳이다. 생태계에 있어 화산의 존재는 그리 달갑지만은 않다. 최악의 경우 전 지구적인 기후변화를 일으켜 생명체의 존속 자체를 불가능하게 할 수 있기 때문이다. 학자들의 보고에 따르면 7만 4천년 전 인도네시아 수마트라 섬의 토바 호 화산이 폭발하여 겨울이 수십년 동안 지속되었다고 한다. 북반구 식물의 75%가 멸종되었고, 지구는 빙하시대가 도래한 무서운 천재지변이었다.

지구에 분포한 화산대火山帶들(volcanic belt)

지구에는 활화산이 약 850개가 있다. 이들을 세계지도 상에 표시하면 대다수가 좁고 긴 띠모양으로 분포하고 있어 이를 화산대라 부른다. 태평양 연안을 따라 분포하는 화산들이 가장 뚜렷한 대상帶狀 분포를 하고 있으며 이것이 환태평양화산대環太平洋火山帶이다. 일명 불의 고리(Ring of fire)라고 부르는 곳이다. 아프리카와 유라시아대륙에도 화산이 있는데 이들도 거의 대상 분포를 하고 있다. 화산대는 지진대의 분포와 대체로 일치한다. 화산대와 지진대 모두 지구 내부의 맨틀에서 발생한 에너지가 지표 밖으로 분출되는 곳이기 때문이다.

태평양, 대서양, 인도양에는 고립된 화산섬이 있다. 화산은 대부분 판의 경계에서 생기지만 하와이 섬과 같이 판의 중앙에서 발생하는 경우도 있다. 맨틀 상부의 열점熱點이 해저 지각 판에 주기적으로 분화하여 화산섬을 만드는 것이다. 판구조론에 따라 지각 판은 고정된 열점 위를 이동하므로 화산섬이 줄지어 만들어진다.

세계에 영향을 끼친 대형 화산폭발

탐보라 화산(Mount Tambora) →기상이변을 일으킨 화산폭발

1816년은 전 세계적으로 ‘여름이 없던 해’였다. 지구 전체가 지독한 추위로 새로운 빙하기의 도래를 걱정해야만 했다. 그 이유는 1815년 4월 5일 인도네시아 숨바와 섬의 탐보라 화산이 폭발했기 때문이다. 이 폭발로 약 150㎦의 화산재가 뿜어져 나왔고 화산 주위 40km 일대를 용암으로 뒤덮었다. 유황가스도 4억톤 가량 뿜어져 나왔는데 공기 중의 수증기 및 오존과 섞여 유독한 황산을 만들었다. 당시 탐보라 화산의 폭발음이 2,700km 떨어진 곳까지 들렸으며, 5일간 폭발이 계속되었다. 다량의 화산재가 하늘을 뒤덮어 태양빛을 차단하고 점차 기류를 타고 지구 전역으로 이동했다. 이듬해 여름 미국과 유럽에 눈과 서리가 내리는 등 극심한 추위를 가져왔고 농작물에도 큰 피해를 주었다. 아일랜드에서는 여름철에 약 140일간 차가운 비가 내렸고, 뉴잉글랜드와 캐나다에서는 서리가 내려 농작물이 피해를 입었으며, 프랑스와 스위스에서는 식량 폭동이 일어났다. 이러한 이상기후가 지속되면서 20여만 명이 굶주림과 전염병으로 죽었다.

탐보라 화산이 폭발하면서 화산재로 인해 작물을 포함한 섬에 있던 모든 생물들이 멸종되었다. 사망자 수는 무려 9만 2천명에 달했는데, 1만 명은 화산에 의해 즉사하고 나머지 8만 2천명은 질병과 굶주림에 의해 죽은 것으로 추정하고 있다. 이 폭발로 표고 4,000m 이상이었던 산체의 윗부분이 날아가 현재의 높이는 2,851m에 그치고 있다.

피나투보 화산(Mount Pinatubo)→기상이변과 화산이류火山泥流 발생

필리핀 루손 섬에 있던 피나투보 화산은 1991년에 다시 폭발했다. 이 폭발로 발생한 화산이류로 대규모 피해가 발생했다. 화산이류란 화산이 폭발하면서 비나 눈 또는 분화구의 물이 화산재와 섞여 거대한 진흙 강이 되어 흘러내리는 것을 말한다. 화산 이류가 무서운 건 시속 160km에 이르는 빠른 속도 때문이다. 이 속도로 흘러내리면서 도시의 건물을 뒤덮어 버리면 복구하는 건 거의 불가능하다. 화산이류로 인해 약 10만㎢의 농경지가 사라지고 4만호의 가옥이 무너졌으며 170여명의 사망자와 65만 명의 이재민이 발생했다. 지금도 깊은 산 속 동굴에 들어가면 화석으로 굳어진 그들의 시신을 볼 수 있을 정도로 그 때의 참혹함은 말로 다할 수 없다. 또한 100억 톤의 마그마가 분출되었고 화산재는 지상에서 40km 높이까지 퍼져 올랐다. 분출한 화산재는 8,500km 떨어진 아프리카 동부해안까지 영향을 끼쳤다. 여기서 분출된 이산화황(SO2)의 양은 1,500만~2,000만 톤에 이르렀는데, 이 이산화황이 대기의 성층권에 머물면서 햇빛을 차단하는 바람에 1992년 6월까지 지구 평균 기온이 0.5도 가량 하강한 것으로 알려져 있다. 이것을 피나투보 효과, 즉 화산폭발에 의한 지구 냉각 효과라 한다. 피나투보 화산은 이 폭발로 전에 없던 칼데라 호가 생겼다.

몽펠레 화산(Mount Pelée)과 루이스 화산(Nevado Del Ruez)→역사상 가장 큰 화쇄류 피해

1902년 서인도제도 프랑스령 마르티니크 섬의 몽펠레 화산이 폭발했다. 약 보름 전부터 폭발 징후를 보였는데 작은 폭발을 일으킬 때만 해도 섬 사람들은 신경을 쓰지 않았지만 이전과 달리 독한 유황을 마구 뿜기 시작하면서 새들이 질식사하여 떨어질 정도가 되었다. 며칠 후 연기를 크게 일으키고 땅이 울리기 시작한 뒤 폭발 8일 전에는 산 근처 나무들이 쓰러지는 상황까지 이르렀다. 마침내 몽펠레 화산이 폭발하여 10분도 안 되어 시속 100km 이상의 빠른 화산구름과 1,000도에 가까운 화산재가 섬을 뒤덮었다. 이 대형 재난으로 인구 3만명에 달하던 생피에르 시는 2명의 생존자만 남고 모두 사망했다.

1985년 발생한 콜롬비아의 네바도 델 루이스 화산폭발은 20세기 최악의 화산 폭발 중 하나로 꼽힌다. 화산재와 화산 구름을 최고 7,890m 높이까지 뿜어냈기 때문에 산 위에 쌓인 눈과 얼음이 녹아내렸다. 이로 인해 인근의 랑구닐라 강이 범람했고 수시간 후 화산에서 50km 떨어진 아르메로 시에 홍수와 진흙이 덮쳤다. 이 재난으로 28,000명의 인명피해가 발생했고 시가지의 85% 이상이 흔적도 없이 묻히거나 사라졌다. 사망자의 80%가 라하르 즉 화산이류火山泥流로 인해 사망한 것이다. 화산이류는 시멘트 덩어리가 몰려와 덮치는 것과 같을 정도로 상상을 초월하는 위력을 가져 지도까지 바꿔버릴 정도였다.

니오스Nyos 호의 비극→화산가스의 공포

1986년 카메룬의 니오스 호에서 폭발이 일어났다. 이 폭발로 무려 160만 톤의 이산화탄소가 분출되어 1,800명의 사망자가 나왔고 가축 3,500마리가 희생되었다. 이산화탄소는 공기보다 무겁기 때문에 산의 경사를 따라 마을로 내려와 소리 없이 주민들과 가축들을 질식사시켰다. 세계 재해사상 극히 드문 타입의 재해였다. 호수 바닥에 있던 마그마 방에서 폭발이 일어나 대규모 이산화탄소 구름이 발생하여 대참극이 일어났다. 마을 주민 중에서 살아남은 사람은 6명에 불과했고 마을은 순식간에 유령도시가 되고 말았다. 피해지역 마을에서 죽은 사람들은 대부분 질식사이고 거의 즉사 상태였다고 한다. 니오스 호의 이산화탄소는 수백년 동안 갇혀 있다가 가스의 밀도와 압력이 점차 높아진데다, 산사태 같은 외적 원인으로 분출된 것으로 추정되고 있다. 이후 니오스 호수에 긴급조치가 내려져 파이프를 설치해 바닥에 쌓인 이산화탄소를 빼내는 작업이 진행 중이다.

화산폭발과 관련된 기본 지식들

화산폭발지수火山爆發指O(Volcanic Explosivity Index, VEI)

1982년 미국지질연구소의 크리스토퍼 뉴홀Christopher G. Newhall과 하와이대학의 스테판 셀프Stephen Self가 제안한 화산의 폭발력을 나타내는 지수로 화산의 크기가 아닌 폭발의 크기를 보여주는 지표다. VEI가 1 올라갈 때마다 분출물의 양은 대체로 10배가 된다. 물론 화산은 화산재 외에도 용암, 독가스 등 다양한 피해를 남기지만 그 피해 규모를 집계한다는 것은 거의 불가능하다. 그래서 수치로 그 규모를 계산하기 위해 화산재의 양만 따지고 있다.

화산폭발 대비 행동요령

일반적으로 화산이 터지는 경우 시속 수백㎞로 쏟아지는 화산설쇄류와 화산재, 유독가스가 치명적이다. 특히 수백도의 화산재와 유독가스는 호흡기에 들어가면 폐를 녹여 질식사에 이르게 한다. 여느 화재현장과 마찬가지로 화산 근처에 갈 때 수건(물수건)을 꼭 준비해야 하는 이유다. 또 하나, 헬멧 역시 필수품이다. 2014년 9월 일본 혼슈(本州) 위치한 온타케 산이 폭발했을 때 정상 부근에 있던 직경 최대 60cm의 돌이 시속 400km로 쏟아졌다고 한다. 사망자 대부분도 분출가스나 열 때문이 아니라, 돌비에 맞아 숨진 것으로 조사됐다. 정상 부근에 있던 산장의 주인은 대피해 온 등산객들을 큰 돌이 떨어져도 안전한 이중 지붕아래로 이동시키고 헬멧을 나눠주며 안심시켰다고 한다. 당신이 만약 화산 폭발의 현장에 있다면 헬멧이 가장 안전한 보호장구의 하나가 될 수 있다. 화산재 낙하 전후 어떻게 행동해야 할지 구체적으로 알아보자.

화산재 낙하 전 준비사항

◆화산재 낙하에 대비하여 방진 마스크, 예비 의약품, 손전등 등 필요한 물품을 미리 준비해 둔다.
◆문이나 창문을 닫고, 물을 묻힌 수건을 문의 빈틈이나 환기구에 둔다.
◆만성기관지염이나 폐기종, 천식일 경우는 실내에 머무르고, 불필요하게 화산재에 노출되지 않도록 한다.
◆어린이가 있는 경우에는 학교의 방재계획에 관심을 가지고, 실내에서 지낼 수 있도록 게임이나 놀이를 준비한다.
◆현금 자동 지급기나 은행을 이용할 수 없는 경우를 대비하여 소액 현금을 준비한다.
◆가축의 식료나 물이 오염되지 않도록 미리 확인한다.
◆깨지기 쉬운 전화제품에 커버를 하고, 주위의 화산재가 완전히 없어질 때까지 커버를 치우지 않는다.

화산재 낙하 중 해야 할 일

◆공황 상태에 빠지지 않고, 냉정하게 행동한다.
◆실외에 있을 경우, 피난 시설(차나 건물 등)을 찾는다.
◆자신이 있는 지역의 라디오 등 방송을 듣고 화산분출이나 청소 계획의 정보를 모은다.
◆각막에 손상의 위험이 있으므로 콘택트렌즈(contact lens)를 착용하지 않는다.
◆가정 정원에서 재배한 채소는 먹어도 무방하지만 먹기 전에 잘 씻는다.

화산재 낙하 후 해야 할 일

◆청소를 시작하기 전에 추천 마스크를 사용하고, 만약 없으면 젖은 천을 사용한다.
◆사다리나 지붕에 오를 때에는 화산재에 미끄러지기 쉬우므로 주의한다.
◆건물에 들어갈 때에는 밖에서 입었던 옷을 갈아입고, 몸도 깨끗이 씻는다.
◆단단한 바닥을 청소할 때는 적신 자루걸레나 천을 사용한다.
◆컴퓨터나 TV, 라디오 등은 진공청소기나 압축 공기를 사용하여 청소하고, 청소하기 전에 기기의 주 전원을 반드시 끈다.
◆어린이는 실내에 머무르도록 하고, 화산재가 날리는 중에는 놀지 않도록 지도한다.

백두산 폭발 예상 시나리오

기상청에서는 지난 2011년 ‘백두산 화산 분화 사니리오’를 마련했다. 백두산에서 화산이 폭발할 경우 발생할 수 있는 재해의 종류, 화산재의 확산 가능 경로와 영향 수준 등을 제시한 것이다. 이번 시나리오는 국립 기상연구소가 10세기의 백두산 대분화(CE 939년 경)에 대한 기존 연구결과를 바탕으로 추정한 것이다. 지상에 영향을 줄 수 있는 화산분출물은 용암류가 최대 15km 반경, 화성쇄설류 60km 반경, 화산이류 180km 이상, 암설류가 100km 이내로 주로 북한과 중국 지역 일부에 직접적인 영향을 미칠 것으로 예상된다. 남한지역은 미세먼지 농도가 강해지고 항공기 운항에 영향을 미치는 등 간접적인 화산재 영향을 받을 것으로 나타났다. 그러나 기상청 시나리오는 화산폭발지수를 2 이하인 것으로 산정한 반면, 10세기 백두산 폭발규모는 폭발지수가 7.4로 평가되고 있다. 화산폭발지수는 1이 증가할 때마다 10배의 차이가 있으므로, 백두산이 재폭발한다면 시나리오의 결과보다 훨씬 많은 화산재가 뿜어져 나올 것이다. 부산대 윤성효 교수가 개발하고 있는 백두산 ‘화산재 확산 시나리오’는 보다 심각하다. 그는 2010년 백두산 폭발의 위험성을 경고, 국가적 차원의 대응을 이끌어 낸 주인공으로, 1,000개 안팎의 상황별 시나리오를 만들고 있다. 윤교수는 화산 구름이 25㎞ 이상 치솟는 경우 화산재의 농도는 황사 경보 발령 기준의 최대 1000배나 되고, 중국과 일본 등 동아시아 전역에 광범위하게 확산될 것으로 예측하고 있다. 화산재는 물과 섞이면 시멘트처럼 굳어 도시 인프라를 망가뜨릴 수 있어 각 시나리오에 맞는 산업별 대응법도 만들고 있다고 한다.

재난시대 생존법 - ‘통신’ 편

우리는 알 수 없는 시기에 화산이나 지진 같은 천재지변과 전쟁, 테러 등의 비상사태에 직면할 수 있다. 이런 재난 상황에서 가장 긴급한 수단이 바로 통신이다. 통신을 확보하면 나와 가족의 안전을 지킬 수 있는 1차적인 생존 장비를 확보한 것이다.

휴대폰 관리법
휴대폰은 재난 상황에 자신의 생존을 알리고 구조를 요청할 수 있는 거의 유일한 도구가 될 수 있다. 그러나 휴대폰도 기지국이 무너지면 무용지물이다. 이동통신업계에 따르면 대규모 정전으로 전력이 끊길 경우 예비 배터리로 기지국을 가동할 수 있는 시간은 3~6시간이다. 이동식 기지국이나 발전차량을 감안해도 한계시간을 24시간 정도로 보고 있다. 휴대폰, 이걸 쓸 수 없는 상황이라면 이미 당신은 심각한 위험에 노출된 것이다.

◆휴대폰 배터리는 80% 이상 충전해둔다. 예비 배터리나 보조 배터리를 넣고 다니면 더욱 좋다. 보조 배터리의 용량이 많은 경우 여러 IT제품을 충전할 수 있다. 요즘 나오는 보조 배터리의 경우 10,000mAh가 넘는 것도 있다. 참고로 아이폰 6의 배터리는 1810mAh, 갤럭시노트4는 3220mAh이다. 미개통 휴대폰도 112, 119 등의 비상통화는 가능하므로 활용할 수 있다.
◆재난 소식을 듣는 즉시 가족에게 연락한다. 통화량이 몰려 단 몇 초 차이로 통화가 안 될 수도 있기 때문이다. 안테나 신호가 약한 곳에서도 문자는 전송될 수 있다. 최신 스마트폰보다 구형 2G폰이 통화 송수신 거리가 더욱 길고 사용자가 적어 통화에 유리하므로 여유가 된다면 서브 폰으로 운영하면 좋다.
◆중요 연락처나 정보는 따로 적어서 보관한다. 적어도 가족의 휴대폰 번호는 외우길 바란다. 그렇지 않다면 중요 연락처나 정보는 따로 적어서 보관하는 게 좋다. 배터리 커버 안쪽에 적는 것도 방법이다.
◆평소 스마트폰 생존 앱(Application)을 활용한다. 가장 필요한 것은 플래시Flash 앱과 무전기 앱이다. 스마트폰은 기존의 여러 제품을 앱으로 대체할 수 있는 장점이 있다. 플래시는 어두운 곳에서 훌륭한 조명 역할을 할 수 있다. 무전기는 외국에서는 이미 많이 보급된 앱인데 무선 통신망 안에서는 국내든 해외든 무료로 통화가 가능하다. 그 밖에 사이렌 발생기, 나침반, 기울기측정, 지진계, 고도계 등 상황에 따라 필요한 좋은 앱들이 많다.

단파 라디오
모든 가정에는 전기 없이도 작동하는 라디오가 있어야 한다. 배터리가 오래 가는 AA건전지를 사용하는 라디오를 권한다. 단파 라디오란 기존의 AM, FM의 국내 방송 외에도 세계 여러 나라에서 송신하는 방송들을 수신하여 청취할 수 있는 특수 라디오다. 대재난 상황에서 국내의 모든 통신이 붕괴되더라도 단파 라디오만 있으면 인접 국가의 방송과 국내외 아마추어 무선까지 들을 수 있어 생존력을 크게 높일 수 있다. 가격도 저렴하다.

생활무전기 (단거리)
재난 상황을 대비한 통신 장비로 가장 현실적이다. 극초단파를 이용해 통신거리가 평균 3km로 짧지만 통화 품질이 좋고 가볍고 크기도 작다. 재난뿐 아니라 캠핑, 놀이터, 야유회, 행사장, 고속도로 주행 등 여러 모로 유용한 장비이다. 다만 제조사에서 말하는 통신거리는 최대치임을 명심하자. 특히 건물이 많은 시내에서는 100~500m 정도로 급격히 줄어드는데 이는 대부분의 생활무전기가 동일하다. 무전기를 구입할 때는 비상시를 고려하여 일반 범용 AA건전지를 사용할 수 있는 제품을 골라야 한다. 전용 배터리를 쓰는 경우 전기가 끊기면 충전을 제때 하기 어렵기 때문이다. AAA건전지가 들어가는 것도 있는데 이것들은 전기용량이 AA건전지의 절반에 불과하다.

무선통신 (중,장거리)
운전을 하다 보면 트렁크나 지붕 위에 긴 안테나를 장착한 차들을 본 적이 있을 것이다. 이것이 중거리 통신장비 CB(Citizen Band)이다. 27MHz대의 주파수를 사용하여 5~10km 정도 거리에서 통신할 수 있다. 주로 동호회용 차량들에 많이 사용되는데, 전원이나 배터리 제한이 없는 게 가장 큰 장점이다. 40개 정도의 채널 중 한 채널에 맞춰 여러 명이 동시에 통화를 할 수 있고, 채널만 돌리면 전혀 알지 못하는 사람들과도 통신이 가능하다. 아마추어 무선HAM은 초장거리 통신용으로 쓰인다. 초장파를 이용해서 지평선 너머까지 전파가 도달하고 외국과도 통신이 가능하다. 다만 HAM은 아마추어 무선 자격증을 따야 하고, 전파 관리소에 아마추어 무선국 개설 허가를 받아야 사용할 수 있다. 전 지구적인 대재난이 발생하여 국가 간 통신마저 붕괴한다면 HAM은 유력한 대안이 될 수 있다

<출처>
위키피디아 http://ko.wikipedia.org
기상청 대표블로그 http://kma_131.blog.me
국가재난정보센터 http://www.safekorea.go.kr
재난시대 생존법 (우승엽, 들녘, 2014)