2018년 하부 푸나 분화

2018년 5월 3일, 하와이 섬의 킬라우에아에서 하부 푸나 분화(Lower Puna Eruption)가 시작되었다. 이는 킬라우에아의 동쪽 열곡대에서 발생한 주요 화산 분화로, 1983년 푸우오오(Puʻu ʻŌʻō) 분화 이후 가장 극적인 화산 활동 중 하나였다. 이 분화로 인해 약 700채 이상의 가옥이 용암에 의해 소실되었으며, 용암 흐름이 해안 지역을 덮으며 35.5km²의 새로운 용암 지대를 형성했다.

특히, 킬라우에아 정상부에 위치한 할레마우마우 분화구(Halemaʻumaʻu)가 위치한 킬라우에아 칼데라가 붕괴하면서 깊이가 500m 이상 증가하였다. 이는 지하 마그마 저장소에서의 급격한 압력 변화와 연관되어 있으며, 과거 1924년 칼데라 붕괴 이후 가장 심각한 규모로 기록되었다

2018년 4월 30일, 푸우오오 산의 화구 바닥이 갑작스럽게 붕괴되었다. 이는 지하 마그마가 푸우오오에서 빠져나가며 동쪽 열곡대로 이동하고 있음을 시사하는 신호였다. 위성 데이터 분석 결과, 할레마우마우 분화구와 푸우오오 산의 화구 내 용암호의 수위가 급격히 감소했으며, 이는 마그마의 이동이 진행되고 있음을 나타내는 초기 증거였다.

이후 5월 초부터 수백 건의 지진이 감지되었으며, 이는 마그마가 지하에서 이동하면서 암반을 압력으로 밀어올리고, 새로운 균열을 형성하고 있음을 의미했다. 특히, 5월 1일부터 5월 3일까지 규모 2.0~4.0 사이의 지진이 수백 차례 발생하며 지각 변형이 활발해졌다.

5월 2일, 미 지질조사국(USGS)은 동부 균열대 주변에서 지표 균열이 형성되고 있으며, 지반 변형이 관측되고 있다고 발표하였다. 지표 균열은 레일라니 에스테이츠 및 라니푸나 가든즈 지역에서 점점 더 뚜렷하게 형성되었으며, 일부 균열에서는 이미 뜨거운 수증기가 분화되고 있었다. 이는 지하 마그마가 얕은 깊이까지 상승하고 있음을 나타내는 현상이었다.

5월 3일 오후, 레일라니 에스테이츠에서 첫 번째 균열이 열리며 용암이 분화되었다. 이때 분화된 용암은 비교적 점성이 낮은 pāhoehoe 형태였으며, 이는 마그마가 지표 가까이 오랜 기간 정체되지 않고 빠르게 상승했음을 시사하였다.

5월 4일, 킬라우에아의 열곡대 남동쪽에 위치한 푸나 인근에서 규모 6.9의 강진이 발생하며 분화가 본격화되었다. 이 지진은 1975년 킬라우에아에서 발생한 규모 7.5의 강진 이후 가장 강력한 지진이었다. 연구에 따르면, 이 지진은 킬라우에아 화산 남쪽 경사면의 단층 운동과 관련이 있으며, 마그마의 이동에 의해 지각 응력이 크게 증가하면서 촉발된 것으로 분석되었다.

지진 발생 후, 균열 활동이 급격히 증가하였고, 새로운 균열이 빠르게 열리면서 용암 분화이 확산되기 시작했다. 일부 균열에서는 높이 90m에 달하는 용암 분수가 관찰되었으며, 이로 인해 인근 지역 주민 약 2,000명이 대피해야 하는 상황이 발생하였다.

2018년 하부 푸나 분화는 총 24개의 균열이 순차적으로 개방되면서 용암이 분화된 대규모 화산 활동이었다. 초기 단계에서는 상대적으로 낮은 분화 강도를 보였고, 킬라우에아 용암보다 점성이 높은 마그마가 짧게 분화되었다. 이는 기존에 남아있던 차가운 용암의 흔적으로 이해된다. 곳 차가운 용암의 분화가 멈추었지만 여전히 카포호 일대의 불안은 계속되고 있었다.

시간이 지나면서 균열 중 일부가 더욱 활발해졌고, 특히 제8 균열에서의 용암 분화이 가장 강력했다. 제8 균열에서는 초당 약 100m³의 용암이 방출되며 새로운 용암 하천이 형성되었다. 용암 하천의 흐름은 비교적 일정한 속도로 진행되었으며, 균열 분화의 주요 특징 중 하나로 기록되었다. 또한 제 8균열에서 단독으로 흘러나온 용암은 킬라우에아가 지난 200년간 분출한 마그마의 총량과 비슷했다.

시간이 지남에 따라 용암 분화이 더욱 강력해지면서, 분화된 용암은 빠르게 주변 지역을 뒤덮었다. 가장 큰 영향을 받은 지역은 레일라니 에스테이츠, 카포호, 바케이션랜드 등이었다. 용암은 지속적으로 확산되었으며, 6월 초에는 카포호 만까지 도달하여 바다로 흘러들기 시작했다. 이 과정에서 해안선이 급격하게 변형되었으며, 총 35.5km²에 달하는 면적이 용암으로 덮였다.

특히, 용암이 하와이 최대의 담수호였던 그린 레이크가 완전히 증발하는 현상이 관측되었다. 그린 레이크는 약 400년 된 화구호로서, 하와이 섬에서 중요한 자연 생태계의 일부였으나, 뜨거운 용암이 급격히 유입되면서 단 몇 시간 만에 증발해 버렸다.

한편, 킬라우에아 화산 정상부에 위치한 킬라우에아 칼데라와 할레마우마우 분화구에 지속적인 지진 활동과 함께 붕괴 현상이 본격적으로 진행되었다. 5월 4일, 규모 6.9의 강진이 킬라우에아 화산 남쪽 경사면에서 발생하며 지반이 불안정해졌고, 이후 칼데라 내 마그마가 빠르게 빠져나가면서 정상부의 구조적 안정성이 약화되었다.

킬라우에아 칼데라 붕괴 과정에서 62회의 개별 붕괴 사건이 발생했으며, 이로 인해 칼데라의 깊이는 약 500m 증가하였다. 붕괴가 진행되는 동안 정상부에서는 거대한 화산재 분화이 발생하였으며, 화산재 기둥이 수 킬로미터 상공까지 치솟았다. 이는 칼데라가 급격한 지각 변형을 겪고 있으며, 마그마 저장소의 변화가 활발하게 일어나고 있음을 나타내었다.

2018년 8월 4일, 하부 푸나 지역에서의 용암 분화이 급격히 감소하면서 약 3개월간 지속되었던 대규모 균열 분화가 마침내 종료되었다. 이전까지 지속적으로 용암을 방출하던 제8 균열에서도 흐름이 현저히 약해졌으며, 균열에서 방출되던 화산 가스의 양도 급감하였다. 이러한 현상은 지하 마그마 저장소의 압력이 감소하고 있음을 의미하는 중요한 신호였다.

분화 종료 직전, 용암 유출 속도는 점차 감소하는 경향을 보였다. 7월 말까지도 카포호 만과 인근 지역으로 용암이 흐르고 있었으나, 8월 초에는 대부분의 균열에서 용암이 더 이상 방출되지 않았으며, 일부 지역에서는 용암이 기존의 용암 대지 위에서만 천천히 흐르는 수준으로 약화되었다. 또한, 정상부 할레마우마우 칼데라의 지진 활동이 서서히 줄어들었고, 잦았던 화산재 분화도 감소하기 시작했다.

미 지질조사국(USGS)과 하와이 화산 관측소(HVO)의 연구자들은 이 시점에서 용암 분화이 종료될 것인지 여부를 면밀히 분석하였다. 8월 초, 지진계와 지표 변형 측정 장비를 통해 마그마의 추가 이동이 감지되지 않았으며, 푸나 지역의 균열들도 점차 냉각되기 시작했다. 결국, 8월 4일 이후 추가적인 용암 방출이 관측되지 않으면서 공식적으로 하부 푸나 분화가 종료된 것으로 간주되었다.

분화 종료 이후 몇 달 동안 킬라우에아 정상부와 동부 균열대의 마그마 활동은 현저히 감소하였으며, 이로 인해 지각 변형과 지진 활동도 줄어들었다. 킬라우에아 칼데라 내부에는 붕괴된 지형이 안정화되면서 새로운 지질 구조가 형성되었으며, 푸나 지역의 용암 대지는 점차 냉각되기 시작했다.

그러나 2019년과 2020년 동안 칼데라 내부에서는 새로운 마그마 저장소가 형성되고 있다는 징후가 포착되었다. 연구자들은 위성 데이터를 활용하여 칼데라 내부에서 지표가 서서히 상승하고 있음을 확인하였으며, 이는 마그마가 다시 축적되고 있음을 시사하는 현상이었다.

2020년 12월, 결국 할레마우마우 분화구 내부에서 새로운 분화가 발생하며 마그마가 다시 표면으로 방출되었다. 이는 2018년 하부 푸나 분화 이후 최초로 발생한 주요 화산 활동이었으며, 킬라우에아 화산이 여전히 활발한 활동을 지속하고 증거였다.

하부 푸나 분화로 인해 약 700채 이상의 가옥이 파괴되었으며, 약 2,000명의 주민이 대피해야 했다. 특히, 카포호 지역은 완전히 소실되었으며, 해안선 지형까지 변화하는 결과를 초래하였다.

분화 기간 동안 다량의 이산화황(SO₂) 가스가 대기로 방출되었으며, 이는 하와이 섬과 주변 지역에 심각한 공기 오염을 초래하였다. 일부 지역에서는 높은 농도의 화산성 스모그(vog)가 형성되었으며, 이로 인해 호흡기 질환이 증가하는 사례가 보고되었다.