2분 30초 읽기
인ㄷ양 해저에서 3천만 년 동안 용암 분출.
해저 2천 미터 높이 맨틀 기둥. 과거에 1년 20cm 두게 용암 흘려,
올림픽 수영장 18만 4천개 채우는 양

가장 오래 지속된 활성 슈퍼 화산
인도양의 케르겔렌 고원은 3천만 년 동안 엄청난 용암을 분출했다.

불타는 컨베이어 벨트 :
인도양의 케르겔렌(Kerguelen) 고원은 지구상에서 가장 오래 지속된 활화산이다.
이 용암 지대는 3천만 년 동안 계속해서 용암을 분출했으며 그 이후로도 때때로 화산 폭발을 일으켰다. 중앙 바다 능선 바로 아래에 있는 맨틀 기둥 때문이다. 비정상적으로 오래 지속되는 활동의 이유를 연구원들이 전문 잡지 "Geology"에보고 했다.

▲ 슈퍼 화산과 대형 화산 지역은 일반적으로 수백만 년 동안만 활성화되었지만 Kerguelen 고원은 3 천만 년 동안 지속적으로 용암을 분출해 왔다.

인도의 Dekkan-Trapp, 남아프리카의 Karoo 홍수 현무암 또는 중부 대서양 마그마 지방 : 지구의 역사는 광대한 화산 지역에서 용암과 화산재를 거의 연속적으로 1백만 년 이상 분출한 거대한 분출의 연속이다. 슈퍼 화산의 퇴적물은 수백 미터 두께의 현무암층을 형성하며 이러한 대규모 분출 중 소수가 아니라 대량 멸종을 유발했다.

2천 미터 두께의 용암층

그러나 이들 모두를 능가하는 주요 화산 지역이 있다. 인도양의 Kerguelen 고원이다.
두꺼운 용암층은 주변 해저에서 약 2천 미터 높이에 있으며 125만 평방 킬로미터가 넘는 면적을 덮고 있다.
호주 커틴 대학교의 제1저자 장강(Qiang Jiang)은 "이로 인해 케르겔렌 고원이 거대해졌고 거의 서호주 전체 지역에 거의 해당한다"고 말했다.

▲ 흰색 타원으로 표시된 인도양의 Kerguelen 고원 위치

해저에 있는 슈퍼 화산은 오늘날에도 여전히 활동적이다.
과거에는 매년 20cm 두께의 층으로 이 지역을 덮을 만큼 충분한 용암을 뿌렸다.
"1년에 20cm는 그리 많지 않은 것 같지만, 서호주로 옮겨보면 매년 18만 4천 개의 올림픽 수영장이 채워지는 양이다"고 Jiang은 말한다.

3천만 년 동안 지속적으로 활동

지금까지 Kerguelen 고원이 이 수준으로 활동적인 단계가 얼마나 오래 지속됐는지 명확하지 않다. 연구진은 "일반적으로 이러한 마그마 지방은 1~5백만 년의 짧은 맥박 또는 여러 시간을 작용한 추력으로 형성된다"고 설명한다.
Jiang과 그의 팀은 최근 25개의 드릴 코어 샘플에서 동위 원소 연대 측정을 사용해 이 경우에도 해당되는지 확인했다. 이를 위해 아르곤 동위 원소 아르곤-40과 아르곤-39의 비율을 사용했했다.

▲ Volcan du Diable, Plateau Central / 악마의 화산이라 부리는 중앙 고원

놀라운 결과 :
"우리의 연대는 1억 2천만 년 전에 시작돼 9천만 년 전까지 지속적인 화산 활동을 보여준다. 이는 3천만 년의 수명에 해당한다"고 과학자들은 보고했다. 이 기간 용암 생산량은 총 5조 5 천억 개의 올림픽 수영장에 해당한다. 그 후에야 분화율이 급격히 떨어지고 오늘날까지 낮은 수준을 유지하고 있다.
“이로 인해 Kerguelen 고원은 지구상에서 가장 오래 지속되는 슈퍼 화산이다”고 장은 말한다.

불타는 컨베이어 벨트 및 분젠 버너

그 이유는 무엇일까?
연구자들은 이것을 두 개의 화산 메커니즘의 만남에 기인한다.
Kerguelen Plateau는 한 손으로 중앙 바다 능선에 놓여 있기 때문에 갈라지는 두 개의 해양 판 사이의 경계면이다. 반면에 화산 지역은 맨틀 기둥(마그마가 깊은 맨틀에서 표면으로 상승하는 핫스팟)에 의해 공급된다.

▲ 고원의 세분; N Kerguelen 제도가 있는 북부, C : 허드 제도의 중앙 부분, S : 남쪽 부분, E : Elan Bank; 주변 심해 분지 : (En) derby-, (Cr) ozet-, (AA) = Australian-Antarctic and (La) buan basins

▲ Kerguelen 고원의 수심 측정

Jiang의 동료 휴고 올리룩(Hugo Olierook)은 "Kerguelen 고원의 화산 활동은 중앙 바다 능선이 운하 또는 능선을 따라 계속해서 맨틀 기둥의 마그마를 우회하는 불타는 컨베이어 벨트처럼 작동했기 때문에 오래 지속되었다"고 설명한다.
이것은 냉각된 용암으로 배출구가 막히는 것을 방지했다. 동시에 맨틀 기둥은 분젠 버너처럼 작동하여 뜨거운 재료를 지속적으로 공급했다.

▲ Kerguelen / 위성사진 NASA

자체 화산 지역의 일종

"이것은 Kerguelen을 수명이 짧거나 분출지역에서 활동적인 대 마그마 지역과 구별되며 고유한 유형을 형성한다"고 연구원은 설명한다. “이 화산 지역은 맨틀 기둥과 중앙 바다 능선의 오래 지속되는 상호 작용에 의해 만들어진다.”
이 새로운 유형의 지속적인 화산 활동에 대한 지식은 지구뿐만 아니라 다른 행성의 마그마도 이해하는 데 중요하다.
(Geology, 2020; doi: 10.1130/G47850.1)
출처: Curtin University

[더사이언스플러스] "Green Soul, Beautiful Science"

[ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]