우주에서 태평양을 내려다보면, 분지 거의 전체를 둘러싸는 선 하나를 그릴 수 있습니다. 그 선은 알래스카에서 내려와 일본과 필리핀을 지나고, 뉴질랜드를 거쳐, 칠레와 멕시코, 그리고 태평양 북서부의 해안을 따라 다시 올라갑니다. 이들이 함께 이루는 말굽 모양의 길이는 약 40,000킬로미터에 이릅니다.
0:20그 선을 따라 세계 활화산의 대부분, 흔히 추정하기로 약 사분의 삼과, 세계 지진의 약 90%가 자리하고 있습니다. 지질학자들은 이것을 불의 고리라고 부릅니다.
0:32이번 에피소드에서는 불의 고리가 왜 존재하는지, 그리고 그것이 무슨 일을 해 왔는지 알아보겠습니다. 불의 고리에서 일어난, 지금까지 측정된 가장 큰 지진과, 행성 전체를 식힌 분화를 살펴보겠습니다. 그다음에는 지금은 조용하지만 결코 끝나지 않은 한 구간을 찾아가 보겠습니다.
그 설명은 판 구조론에서 시작됩니다. 태평양의 바닥은 대부분 태평양판이라는 하나의 거대한 판으로 이루어져 있고, 그 가장자리를 따라 나스카판, 코코스판, 후안데푸카판, 필리핀해판 같은 더 작은 판들이 있습니다. 이 판들은 거의 모두 해양 지각으로 덮여 있는데, 해양 지각은 주로 현무암이라는 어두운 화산암으로 이루어져 있으며, 대륙의 암석보다 밀도가 높습니다.
1:17밀도가 높은 해양판이 대륙이나 더 젊고 가벼운 해양판을 만나면, 휘어지며 그 아래로 미끄러져 내려가 맨틀 속으로 되돌아갑니다. 지질학자들은 이 과정을 섭입이라고 부릅니다. 예를 들어 칠레 앞바다에서는 나스카판이 해마다 약 7센티미터씩 남아메리카 아래로 가라앉고 있습니다.
1:37판이 아래로 휘어지는 곳에서는 해저가 움푹 꺼져 길고 깊은 해구가 생깁니다. 지구에서 가장 깊은 바다인 마리아나 해구는 깊이가 약 11킬로미터이며, 바로 이런 방식으로 만들어졌습니다. 그런 의미에서 불의 고리는 사실 해구의 고리입니다.
1:54불은 물에서 비롯됩니다. 가라앉는 판은 광물 속에 갇힌 바닷물을 함께 끌고 내려갑니다. 약 100킬로미터 깊이에서 그 물이 위쪽의 뜨거운 암석으로 빠져나가고, 암석의 녹는점을 낮춥니다. 암석의 일부가 녹고, 녹은 암석이 위로 올라오면서, 해구 뒤편 약 100~300킬로미터 지점에 화산들이 줄지어 생겨납니다.
2:18불의 고리의 모든 호는 같은 과정으로 만들어집니다. 앞바다에는 해저가 내려가는 해구가 있고, 그 뒤에는 녹은 암석이 지표에 이르는 화산들이 줄지어 있습니다. 그 사이에서는 지진이 흔한데, 두 판이 서로 매끄럽게 미끄러지지 않기 때문입니다. 두 판은 서로 맞물려 수십 년, 또는 수백 년 동안 변형을 쌓았다가, 한꺼번에 미끄러집니다.
2:41가장 잘 알려진 예외는 캘리포니아입니다. 캘리포니아만에서 북쪽으로 멘도시노곶까지는, 한 판이 다른 판 아래로 가라앉는 대신 두 판이 샌안드레아스 단층계를 따라 옆으로 서로 스쳐 지나갑니다. 그래서 이 해안 구간에는 큰 지진은 일어나지만, 화산호는 없습니다. 멘도시노곶 북쪽에서는 섭입이 다시 시작되고, 섀스타산과 래슨봉 같은 화산들도 다시 나타납니다. 로마 프리에타 지진 에피소드에서 샌안드레아스 단층의 이야기를 다루고 있습니다.
1960년 5월 22일 오후 세 시가 막 지났을 무렵, 칠레 남부. 나스카판은 수백 년 동안 남아메리카 아래에 맞물려 있었고, 그날 오후 두 판 사이의 단층이 마침내 무너졌습니다.
3:31파열은 콘셉시온 바로 남쪽에서 시작해 발디비아와 칠로에섬을 지나 타이타오반도 근처까지, 해안을 따라 약 1,000킬로미터에 걸쳐 찢어져 나갔습니다. 많은 증언에 따르면, 흔들림은 약 십 분 동안 이어졌습니다. 전 세계의 지진계가 이 지진을 기록했습니다. 나중에 9.5로 계산된 규모는 이 지진을 지금까지 측정된 가장 큰 지진으로 만들었습니다.
3:55발디비아에서는 땅 자체가 움직였습니다. 해안 일부를 따라 땅이 2미터 이상 가라앉았고, 바닷물이 영영 밀려 들어와 강가의 농지를 습지로 바꾸어 놓았습니다.
4:08다음은 쓰나미였습니다. 앞바다에서는 해저가 위로 솟구쳐, 그 위의 바닷물 기둥 전체를 들어 올렸습니다. 몇 분 만에 바닷물이 칠레 해안으로 밀려들었고, 어떤 곳에서는 해발 25미터에 이르렀습니다.
4:24파도는 거기서 멈추지 않았습니다. 먼바다에서 쓰나미는 제트 여객기만큼 빠르게 이동합니다. 지진 발생 열다섯 시간 뒤 쓰나미는 하와이에 도달했고, 22시간 뒤에는 칠레에서 약 17,000킬로미터 떨어진 일본에 이르렀습니다.
4:39하와이섬의 힐로에서는 파도가 도착하기 몇 시간 전에 경보 사이렌이 울렸지만, 많은 사람이 파도를 구경하려고 해안가로 내려갔습니다. 세 번째 파도는 약 35피트 높이로 밀려들었고, 61명이 숨졌습니다.
4:55일본에는 아무런 경보도 없었고, 그곳에서 파도로 약 140명이 숨졌습니다. 모두 합쳐 이 지진과 쓰나미로 칠레에서 1,600명 이상, 태평양 건너 다른 곳에서 200명 이상이 숨진 것으로 추정됩니다.
5:10그 뒤 불의 고리는 자신의 나머지 절반의 모습을 드러냈습니다. 지진 발생 서른여덟 시간 뒤, 안데스산맥의 화산인 코르돈 카우예가 분화하기 시작했는데, 흔들림이 그 아래의 마그마 계통을 교란했기 때문일 가능성이 큽니다. 이틀 만에 칠레 남부는 해구, 지진, 화산이라는 전체 과정이 작동하는 모습을 모두 보게 되었습니다.
이제 화산 그 자체로 넘어가 보겠습니다. 칠레 지진으로부터 이십 년 뒤, 불의 고리는 미국 본토 48개 주에서 분화했습니다.
5:431980년 5월 18일 오전 8시 32분, 워싱턴주의 세인트헬렌스산을 규모 5.1의 지진이 뒤흔들었습니다. 산의 북쪽 사면 전체가 관측 사상 가장 큰 산사태로 미끄러져 내렸고, 그 뒤에 있던 화산이 옆으로 폭발했습니다.
6:01폭발은 최대 17마일 떨어진 숲까지 쓰러뜨렸고, 화산재는 11개 주에 걸쳐 내렸으며, 산은 정상부 1,300피트를 잃었습니다. 쉰일곱 명이 숨졌습니다. 그중에는 약 6마일 떨어진 능선에서 지켜보던 지질학자 데이비드 존스턴도 있었습니다. 무전으로 전한 그의 마지막 말은 이랬습니다. 밴쿠버, 밴쿠버, 드디어 왔다.
6:25과학자들은 두 달 동안 이 산을 지켜보고 있었고, 당국은 산 주변 지역을 폐쇄해 두었습니다. 그러한 폐쇄 조치가 없었다면 사망자는 거의 틀림없이 훨씬 더 많았을 것입니다. 이 교훈은 불의 고리 전체에 적용됩니다. 화산은 대개 경고 신호를 보냅니다. 그것을 읽어 낼 누군가가 그곳에 있다면 말입니다.
6:42열한 해 뒤, 그 교훈은 수천 명의 목숨을 구했습니다. 필리핀의 피나투보산은 약 500년 동안 조용했는데, 1991년 봄에 움직이기 시작했습니다.
6:56필리핀과 미국 지질조사국의 과학자들은 경고 신호를 알아차리고 당국을 설득해 주민을 대피시키도록 했습니다. 6월 15일, 피나투보는 이십 세기에 두 번째로 큰 분화를 일으켰으며, 화산재 기둥은 성층권까지 35킬로미터 높이로 치솟았습니다.
7:16비에 젖은 화산재가 지붕을 무너뜨리면서 수백 명이 숨졌고, 그 뒤 몇 달 동안 이류와 붐비는 대피소의 질병으로 수백 명이 더 숨졌습니다. 그러나 60,000명이 넘는 사람들이 제때 위험 지역에서 벗어났고, 이 대피는 지금도 화산 위기 관리의 모범 사례로 연구되고 있습니다.
7:38피나투보는 지구 전체에도 영향을 미쳤습니다. 분화는 약 20,000,000톤의 이산화황을 성층권으로 뿜어 올렸고, 이것이 얇은 미세 물방울 연무를 이루어 지구 전체로 퍼지면서 햇빛을 우주로 반사했습니다. 이후 두 해 동안 지구의 평균 기온은 섭씨 약 반 도 떨어졌습니다.
이제 캘리포니아 북부와 밴쿠버섬 사이의 불의 고리 구간, 캐스케이디아 섭입대로 알려진 곳을 살펴보겠습니다. 불의 고리의 다른 구간들과 마찬가지로, 이곳에도 앞바다에 섭입대가 있는데 그 해구는 퇴적물 아래에 묻혀 있고, 내륙에는 화산들이 줄지어 있습니다. 그런데도 이백 년에 걸친 문헌 기록 동안, 이곳에서는 거대 지진이 한 번도 일어나지 않았습니다. 바로 그 침묵이 지질학자들을 걱정하게 만듭니다.
8:23오랫동안 캐스케이디아에서 거대 지진이 일어날 수 있다는 사실을 아무도 몰랐습니다. 그러다 1980년대에 지질학자들은 워싱턴주 해안을 따라 유령 숲을 발견했습니다. 땅이 갑자기 내려앉아 바닷물이 뿌리에 닿으면서 죽은 삼나무들이 서 있는 숲이었습니다. 나중에 나이테 분석으로 이 나무들이 죽은 시기가 1699년에서 1700년 사이의 겨울로 밝혀졌습니다.
8:46결정적인 증거는 바다 건너편에서 나왔습니다. 일본의 기록에는 1700년 1월 27일 밤에 도착한 쓰나미가 묘사되어 있는데, 당시 일본에서는 아무런 지진도 느껴지지 않았습니다. 과학자들은 이를 고아 쓰나미라고 부릅니다. 과학자들은 도달 시간을 거꾸로 계산해, 그 쓰나미가 1월 26일 저녁 아홉 시쯤 캐스케이디아 앞바다에서 일어난 규모 9의 지진에서 비롯되었음을 밝혀냈습니다.
9:12그 지진은 삼백 년도 더 전에 일어났습니다. 지질 기록을 보면 캐스케이디아의 거대 지진은 불규칙하게 되풀이됩니다. 전체 구간을 따라 평균 약 500년마다 일어나며, 남쪽에서는 더 자주 일어납니다. 다음 지진은 시애틀, 포틀랜드, 밴쿠버를 뒤흔들 것이며, 그 쓰나미는 해안 일부에 불과 15분 만에 도달할 것입니다. 그래서 이 지역에서는 지진 대피 훈련을 하고, 오리건 해안을 따라 쓰나미 사이렌이 서 있는 것입니다.
9:43여전히 움직이는 땅
불의 고리는 결코 오래 조용히 있지 않습니다. 그 위에는 수백 개의 활화산이 늘어서 있습니다. 일본 한 나라에서만 보통 한 해에 약 2,000번의 지진이 감지되며, 태평양판은 해마다 7~10센티미터씩 북쪽과 서쪽 가장자리의 해구 속으로 계속 움직이고 있습니다.
10:01자, 기억할 것 세 가지입니다. 첫째, 불의 고리는 태평양의 해양판들이 가장자리의 깊은 해구에서 이웃한 판들 아래로 가라앉는 곳을 나타냅니다. 둘째, 그 가라앉음이 세계의 거대 지진 대부분을 일으키며, 여기에는 1960년 칠레에서 일어난, 지금까지 측정된 가장 큰 지진도 포함됩니다. 그리고 셋째, 그 판들이 끌고 내려가는 물이 그 위의 암석을 녹이고, 그것이 태평양을 둘러싼 화산들을 만들어 냅니다.
10:29그 40,000킬로미터 거의 전 구간을 따라 태평양의 바닥은 천천히 지구 속으로 되돌아 가라앉고 있으며, 불의 고리는 주변의 땅을 계속해서 바꾸어 나갈 것입니다. Earth Explained를 시청해 주셔서 감사합니다. 구독하고 다음 이야기를 만나 보세요. EarthWatch 24-7에서 언제든지 지구를 실시간으로 보실 수 있습니다.