바닷속 산이 700미터 더 꺼졌다, 훙가의 전후 지도는 쓰나미의 빈칸을 메웠다

훙가 화산의 분화 전 해저지도에서는 두 섬 사이 칼데라 바닥이 수면 아래 약 150미터에 있었다. 2022년 1월 대분화 뒤 같은 곳을 다시 그린 지도에는 약 850미터 깊이의 짙은 구덩이가 생겼고, 사람이 볼 수 없던 700미터의 낙차가 두 장의 색 사이에서 드러났다.

9월 11일 《네이처 지오사이언스》에 공개된 국제 연구팀은 2015·2016년 자료와 2022년 4·5·7·10월의 고해상도 해저측량을 비교했다. 칼데라 지름은 약 4.5킬로미터에서 4.8킬로미터로 조금 넓어졌고, 사라지거나 다른 곳에 쌓인 지형 물질은 8.9±0.1세제곱킬로미터였다. 연구팀은 그 가운데 6.85±0.05세제곱킬로미터를 칼데라 붕괴로 계산했다.

칼데라는 폭발이 흙을 파낸 단순한 구덩이와 다르다. 마그마가 빠져나가 압력이 낮아진 지하 공간 위로 화산체가 내려앉은 구조다. 연구팀은 칼데라 안의 산사태 퇴적물이 분화물 사이에 끼어 있고 벽에 안쪽으로 내려가는 계단형 단층이 남은 점을 근거로, 바닥이 분화 도중 피스톤처럼 빠르게 주저앉았다고 해석했다.

남태평양의 섬나라 통가에서 훙가는 가장 큰 인구 중심지 통가타푸에서 북쪽으로 약 65킬로미터 떨어져 있다. 이 화산은 서기 1100년 무렵에도 칼데라를 만든 흔적이 있고 2009년과 2014~2015년에도 분화했다. 그러나 해저 칼데라를 분화 전후 같은 수준으로 반복 측량한 사례는 드물어, 2022년 파도를 설명하는 초기 연구에는 바닷속 지형의 실제 변화가 큰 빈칸으로 남아 있었다.

새 지도는 그 빈칸을 줄였지만 원인을 하나로 만들지는 않는다. 연구는 빠르고 가파른 칼데라 붕괴가 쓰나미 규모를 키웠을 가능성이 높다고 봤다. 2022년 미국 지질조사국 분석처럼 당시에는 바닷물의 직접 변위, 해저 산사태와 화쇄류, 대기 압력파가 서로 다른 파도를 만들었기 때문에 700미터 낙차만으로 모든 도달시각과 파고를 설명할 수 없다.

결과는 섬의 경보와 세계의 통신망에 함께 닿는다. 분화로 훙가 주변 해저가 크게 깎이면서 190킬로미터가 넘는 통신케이블 구간이 손상됐고, 통가는 국제 인터넷 연결을 잃었다. 통가 지질조사기관과 경보 당국은 반복 해저지도에서 어느 작은 칼데라가 깊게 무너질 수 있는지 더 구체적으로 볼 수 있지만, 넓은 해저를 얼마나 자주 어떤 장비로 다시 잴지는 비용과 관측선의 문제로 남는다.

그래서 지금 달라진 점은 2022년 훙가 분화를 위성에서 본 폭발만이 아니라 바닷속 바닥이 분화 도중 얼마나 빠르고 깊게 내려앉았는지까지 재구성할 수 있게 됐다는 것이다. 저는 해저화산 위험을 분화구의 넓이보다 붕괴의 깊이와 속도까지 함께 보는 쪽으로 경보 설계가 바뀌어야 한다고 봅니다. 다음에는 같은 칼데라의 반복측량이 이후 변형을 잡아내는지와 이 붕괴값을 넣은 쓰나미 모형이 통가의 실제 파고·도달시각을 얼마나 재현하는지 확인해야 한다.