화산폭발 시 나타나는 ‘화산번개’ 비밀 풀렸다

화산이 시뻘건 용암을 내뿜으며 폭발하면 주위의 하늘은 회색빛 재로 가득하다. 솟구치는 재 사이에서는 화산뢰(火山雷) 혹은 화산 번개라 부르는 독특한 현상이 포착되는데, 지금까지 화산이 폭발할 때 비규칙적으로 등장하는 화산 번개의 정확한 원리는 밝혀진 바가 없다.

화산 번개는 이미 수 차례 카메라에 포착된 바 있다. 2013년 일본 가고시마현에서 화산이 폭발했을 당시에도 흘러내리는 용암 위로 번개가 번쩍이는 모습이 생생하게 카메라에 잡혔다.

최근 해외 연구진은 가고시마현 사쿠라지마 화산에서 화산 번개가 등장하는 순간을 담은 비디오를 정밀 분석한 결과, 지금까지 밝혀지지 않았던 화산 번개의 특징을 찾아낼 수 있었다고 주장해 학계의 관심이 쏠리고 있다.

독일 뮌헨대학교 연구진은 다수의 비디오 분석 작업을 통해 화산 재구름의 중심에서 번개가 발생한다는 사실을 확인했다. 화산재의 소립자가 용암에 의해 상공으로 분출되는데, 이때 재 구름 속 입자가 서로 마찰을 빚으면서 고기압에 의해 상공으로 떠오르고, 이 과정에서 발생한 정전기가 번개를 만들어낸다.

일반적으로 천둥과 번개를 동반하는 뇌우(Thunderstorm, 폭풍우)는 지면을 향해 떨어진다는 특징이 있지만, 화산 번개는 이와 달리 수직이 아닌 기울인 각도로 떨어지거나 심지어는 위쪽 방향으로 나타날 수 있다는 차이점이 있다는 사실도 밝혀졌다.

또 화산재 기둥의 하층부에서는 화산 번개가 매우 제한적으로 관찰되는 것을 확인했다. 때문에 어떤 경우에는 화산 번개가 화산재 구름의 상층부에서만 목격되기도 한다.

이밖에도 연구진은 화산이 폭발하는 도중에 발생하는 화산 번개의 형태와 규모 등을 통해 화산재의 양을 미리 예측할 수 있으며, 이러한 정보는 보다 신속하고 빠른 대피 경보를 내리는데 도움을 줄 수 있을 것이라고 기대했다.

자세한 연구결과는 미국지구물리학회에서 발행하는 ‘지구물리학연구지’ 최신호에 실렸다.

송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr