에미쿠시 산

에미 쿠시는 사하라 사막 중앙부에 위치한 티베스티 산맥의 남동쪽 끝에 자리한 화산으로, 차드 북부 보르쿠 지역에 속한다. 이 화산은 사하라 사막에서 가장 높은 산으로, 티베스티 산맥의 여러 화산 가운데 하나이다. 높이는 해발 3,447m에 달하며, 주변의 사암 지대보다 약 3,000m 높이 솟아 있다. 화산의 전체 지름은 60~70km에 이르며, 부피는 약 2,500㎦에 달하는 대규모 화산이다.

화산 정상에는 두 개의 중첩된 칼데라가 형성되어 있으며, 바깥쪽 칼데라는 약 15km에 걸쳐 펼쳐져 있다. 그 안쪽 남동부에는 에라 코호르라 불리는 작은 칼데라가 존재하며, 직경 약 2km, 깊이 350m에 이른다. 이 지역에서는 용암 돔, 분석구, 마르, 용암류 등이 확인되며, 칼데라 내부와 화산 외곽에서도 이러한 지형이 분포하고 있다.

에라 코호르 내부에는 천연 탄산염 광물인 트로나가 존재하며, 에미 쿠시는 화성의 엘리시움 몬스 화산과 비교 연구된 바 있다. 화산 활동은 1,000,000년 전 이전에 활발했으나, 일부 분출 흔적은 보다 최근의 것으로 추정되며, 현재도 간헐적인 가스 분출과 온천 활동이 지속되고 있다.

에미 쿠시는 아프리카 차드에 위치하며, 티베스티 산맥의 일부이자 가장 높은 봉우리이다. 또한 사하라 사막에서 가장 높은 산으로, 티베스티 산맥에는 2,000m를 넘는 봉우리가 다수 분포하고 있다. 이 산맥은 지각의 거대한 돔 위에서 성장한 여러 화산들로 형성되었다. 그러나 이 지역의 화산 활동에 대한 연구는 제한적이며, 이는 지리적 접근성이 낮고 정치적 요인으로 인해 연구가 어렵기 때문이다.

화산 정상부의 칼데라 서쪽과 동쪽 가장자리를 따라 비포장 도로가 지나며, 과거 투부족이 정상부 칼데라와 인공 동굴에서 거주했다는 역사적 기록이 존재한다. 테다가어에서 "에미"는 "산" 또는 "대산괴"를 의미하며, 이 화산은 티베스티 산맥 연구와 탐사의 역사에서 중요한 역할을 해왔다.

에미 쿠시는 남쪽 정상부 기준으로 해발 3,415m에 이르며, 주변 지형보다 3,000m 높이 솟아 있다. 우주에서 볼 때 가장 눈에 띄는 지형 중 하나로, 일부 우주비행사들은 지구에서 가장 식별하기 쉬운 랜드마크라고 평가하기도 한다. 티베스티 산맥의 북부 정상에서 이 산맥 전체가 한눈에 보인다는 이야기도 있다.

이 화산은 직경 60km에서 80km에 이르는 순상 화산이며, 부피는 약 2,500㎦로 추정된다. 정상부에는 두 개의 중첩된 칼데라가 형성되어 있으며, 이들은 서로 겹쳐진 형태로 존재한다. 전체적으로 15×11km 크기의 타원형 칼데라를 이루며, 북서쪽에서 남동쪽 방향으로 뻗어 있다. 먼저 형성된 북부 칼데라에 이어 남부 칼데라가 형성되었으며, 후자의 깊이는 북부보다 약 50m 낮다. 남부 칼데라 내부 가장자리에는 300m에서 400m 높이의 절벽이 형성되어 있으며, 칼데라 바닥의 고도는 2,970m에 달한다. 칼데라가 형성되기 이전, 에미 쿠시의 원래 높이는 약 4,000m에 이르렀을 것으로 추정된다. 이 화산은 화성의 엘리시움 몬스와 비교되기도 한다. 칼데라의 가장자리에는 포르트 드 모디웅가라는 유일한 출구가 존재하며, 이곳에서 협곡이 칼데라 내부로 이어진다. 정상부의 가장 높은 지점은 남쪽 칼데라 가장자리에 위치한다.

이 중첩된 칼데라 내부에는 또 하나의 칼데라인 에라 코호르 칼데라가 위치하며, 깊이는 300m, 직경은 2km로 거대한 구덩이처럼 보인다. 이곳은 "나트론 구덩이" 또는 "트루 오 나트론"이라고도 불린다. 칼데라 벽면에서는 트라키트질 용암류가 드러나 있으며, 바닥에는 탄산나트륨이 퇴적되어 있다. 바닥의 고도는 2,670m에 이르며, 이곳에는 염호가 존재한다. 그 결과 에라 코호르의 바닥은 선명한 흰색을 띤다. 또한, 이 복합 칼데라 내부에는 세 개의 마르, 여러 개의 분석구, 용암 돔 및 용암류가 분포하고 있다. 강력한 폭발로 방출된 화산쇄설물이 칼데라 내부를 채우고 있다.

에미 쿠시의 사면에는 코호르 부석층과 두 개의 거대한 화산이류층이 덮여 있으며, 정상부로 갈수록 경사가 가팔라진다. 사면 곳곳에는 분석구와 함께 용암류가 흘러내려 있다. 상부 지역에서는 용암층이 균열을 따라 갈라지며 형성된 "라피아즈" 지형이 나타난다. 주변 지형에서는 사암층이 노출되어 있다.

에미 쿠시의 북쪽에는 타르소 아혼과 타르소 에미 치 등의 다른 화산이 위치하며, 이 가운데 타르소 아혼은 좁은 능선을 통해 에미 쿠시와 연결되어 있다.

티베스티 산맥은 아프리카 판의 지각에서 맨틀 플룸에 의해 형성된 거대한 융기 지역으로 여겨진다. 현재의 지질 이론에 따르면, 이 지역의 지각 두께는 약 130~140km에 달한다. 이러한 지각 융기는 맨틀의 열 흐름과 관련이 있으며, 초기에는 열곡대가 형성되었다가 이후 섭입 작용을 통해 닫혔을 가능성이 있다.

티베스티 산맥에는 두 가지 주요 방향성을 가진 단층 계통이 존재한다. 하나는 북북동-남남서 방향으로 뻗어 있으며, 이는 카메룬 선의 연장선일 가능성이 있다. 다른 하나는 북서-남동 방향으로 뻗어 있으며, 이는 대지구대와 연결될 수 있다. 그러나 이 두 단층 계통 간의 관계는 명확히 규명되지 않았다.

티베스티 산맥의 기반암은 화강암, 섬록암, 편마암으로 이루어져 있으며, 이는 북아프리카에서 드물게 노출된 선캄브리아기의 결정질 암석 지대 중 하나이다. 이 기반암 위에는 고생대 사암층이 덮여 있으며, 산맥의 봉우리들은 화산암으로 구성되어 있다.

이 지역의 화산 활동은 올리고세에 시작되었으며, 주요 화산암은 신제3기(특히 하부 마이오세)에서 플라이스토세까지의 시기에 형성되었다. 일부 지역에서는 홀로세 시기의 화산 활동 흔적도 발견된다. 아프리카 판은 하부 마이오세 이후 연간 0~20mm 정도로 매우 느리게 이동했기 때문에, 하와이- 황제 해저 산열이나 쿡-오스트랄 해저 산열처럼 화산의 나이와 크기, 분포, 정렬이 일정한 패턴을 보이지 않는다. 이와 같은 현상은 화성의 엘리시움 몬스에서도 관찰된다.

초기 화산 활동은 수십 킬로미터에 걸쳐 펼쳐진 현무암 대지를 형성했으며, 이 용암층의 두께는 최대 300m에 이른다. 화산층에서는 또한 바사나이트와 안산암이 발견된다. 이후의 화산 활동에서는 다사이트, 유문암, 화산이류암(이그님브라이트)이 퇴적되었으며, 트라키트와 트라키안산암도 생성되었다. 시간이 지남에 따라 점성이 높은 산성 용암이 더 많이 생성되었으며, 이는 맨틀 플룸의 활동이 점차 약화되고 있음을 시사할 가능성이 있다.

에미 쿠시는 약 240만 년에서 130만 년 전 사이에 활발한 화산활동을 했으며, 지질학적으로 신생대 제 3기 플리오세 시대에 형성된 것으로 분류된다. 주요 화산 구조는 마이오세 시기에 약 100만 년 동안 형성되었으며, 방사성 연대 측정 결과 가장 오래된 화산 단계는 약 242만 ± 3만 년에서 233만 ± 9만 년 전으로 나타났다. 세 번째 화산활동 단계는 140만 ± 30만 년에서 132만 ± 20만 년 전 사이로 연대가 측정되었으며, 한때 에라 코호르는 홀로세 시기의 중심부로 여겨진 바 있으며, 에미 쿠시의 화산 활동은 크게 세 단계로 구분된다.

최초의 화산 활동은 트라키트와 트라키안산암의 분출로 시작되었으며, 이들은 주로 이그님브라이트(화산이류암)와 현무암질 라필리[1] 형태로 방출되었다. 이 시기의 분출물은 화산체의 초기 구조를 형성하는 데 기여했다.

두 번째 단계에서는 녹색 또는 회색을 띠는 트라키트질 이그님브라이트가 분출되었으며, 추가적으로 트라키트와 포놀라이트(알칼리 화산암) 용암 돔이 형성되었다. 또한, 이 시기에는 현무암질 용암류가 추가적으로 흘러나와 화산체의 확장에 기여했다. 두 번째 단계에서 형성된 이그님브라이트는 북부 칼데라와 화산의 남쪽 사면에서 발견된다.

세 번째 단계에서는 포놀라이트가 우세했으며, 이 시기의 화산활동은 브레키아(각력암), 응회암 및 다양한 이그님브라이트를 포함하여 코호르 이그님브라이트를 형성하였다. 이그님브라이트는 열에 의해 변형된 암편(fiamme)을 포함하고 있으며, 종종 용암류와 유사한 외관을 보인다.

각 화산 단계에서 칼데라 형성이 동반되었으며, 화산 활동 전반에 걸쳐 현무암질 분출이 지속적으로 발생하였다. 에라 코호르 지역에서는 수증기 폭발이 일어나면서 대형 화산암 덩어리가 정상부 칼데라 내부에 퇴적되었으며, 이 중에는 색상이 아름다운 반심성암인 섬장암 블록도 포함된다.

제4기 시기의 화산 활동으로 인해 에미 쿠시의 사면에는 분석구(스코리아 콘)가 형성되었으며, 칼데라 내부의 세 개의 마르(화구호 또는 폭발구)는 가장 최근에 형성된 화구로 여겨진다. 이 시기의 분출로 인해 형성된 용암류는 화산에서 가장 젊은 화산 활동의 흔적으로 해석된다. 가장 최근의 화산 분출구는 침식이 거의 진행되지 않은 상태로 남아 있다.

플라이스토세 초기에 에미 쿠시의 사면에서는 침식 작용이 활발하게 진행되었으며, 에라 코호르 지역에서는 탄산염 퇴적물이 최근까지 지속적으로 쌓였다.

화산의 남쪽 사면에는 현재도 푸마롤(화산 가스 분출구) 활동이 지속되고 있으며, 이 지역의 해발 850m 지점에 위치한 이 예라(Yi Yerra) 지역에서는 온천이 존재한다. 이곳의 온천수 온도는 37°C에 달하며, 이는 지하에서 아직도 열 흐름이 존재함을 시사한다.

에미 쿠시는 홀로세 시기에도 화산 활동이 있었던 것으로 여겨진다. 칼데라 내부에서는 용암류가 홀로세 시기의 규조토층을 덮고 있으며, 방사성 탄소 연대 측정 결과 약 14,790 ± 400년에서 12,400 ± 400년 전의 규조토층이 용암에 의해 매몰된 것으로 나타났다. 이는 에미 쿠시가 비교적 최근까지도 화산 활동을 했음을 시사한다.