- 화산은 어떻게 만들어지는가
탄산음료가 들어 있는 병을 흔들면 거품이 생기는 것을 볼 수 있습니다. 이때 뚜껑을 열면 마치 폭발이 일어나듯이 순식간에 거품과 함께 음료수가 쏟아져 나옵니다. 왜 이런 일이 일어나는 것일까요? 음료수 안에 녹아 있던 기체가 밖으로 빠져나왔기 때문입니다.
화산의 분출도 마찬가지입니다. 땅속 깊은 곳에는 열을 받아 녹아 있는 암석이 있습니다. 이런 액체 상태의 암석을 마그마라고 하는데, 그 속에는 여러 가지 기체가 녹아 있습니다. 마그마는 주변의 암석보다 가벼워서 위로 떠오릅니다. 그러면서 마그마에 포함된 기체들이 빠져나옵니다. 뚜껑을 열기 전의 음료수 병 상태와 같은 것이지요. 이때 지표면 위에 약한 틈이 있으면 어떻게 될까요? 마그마는 순식간에 지표면 위로 솟아오르면서 화산이 만들어집니다.
마그마는 거대한 폭탄이 폭발하듯이 쏟아져 나오기도 하고 조용히 흘러나오기도 합니다. 땅속에 있던 마그마가 지표면으로 분출되면 마그마가 가지고 있던 가스 성분은 공기 중으로 날아갑니다. 이때 남은 것을 용암이라고 하는데, 공기 중에 나온 용암은 땅속과는 달리 빠른 속도로 식어서 단단하게 굳어집니다. 이렇게 화산은 화구에서 흘러나온 용암과 분출된 물질이 높이 쌓여서 만들어집니다.
- 화산과 보통 산은 어떻게 구별하는가
우리 주위의 산은 여러 가지 모양을 하고 있습니다. 봉우리가 뾰족한 산도 있고 완만한 산도 있지요. 그런데 화산은 지구 내부의 물질이 분출하여 생긴 것이기 때문에 보통 산과는 여러 가지 점에서 다릅니다. 우선 보통의 산은 여러 개의 봉우리들이 모여 산을 이루는 경우가 많지만, 화산은 홀로 솟아 있는 경우가 많습니다. 또 화산은 전체적인 모양은 보통의 산과 같은 삼각형이지만, 그 꼭대기에는 움푹 패인 분화구가 있습니다. 이 분화구에 물이 차 호수를 이루기도 합니다.
용암은 마그마의 성분과 온도에 따라 끈적거림이 달라집니다. 따라서 화산의 모양도 마그마의 분출 상태나 성분에 따라 여러 가지 형태를 띠게 됩니다. 마그마가 끈적거리면 용암이 잘 흐르지 못하기 때문에 화산은 가파르게 솟아오른 모양이 됩니다. 이런 화산을 '성층 화산'이라고 하는데, 원뿔 모양으로 생겼기 때문에 '원추 화산'이라고도 부릅니다. 성층 화산은 화산재가 쌓여 만들어졌기 때문에 화산 폭발이 일어날 때마다 새로운 층이 쌓입니다. 우리나라의 백두산과 일본의 후지산이 성층 화산에 속하지요. 이에 비해 마그마가 끈적거리지 않고 잘 흐르는 성질이면 용암도 잘 흐르기 때문에 경사가 완만한 '순상 화산'을 만듭니다. 순상 화산은 방패 모양으로 생겼으며, 기울기가 완만하고 높으며 면적이 넓습니다. 만일 용암이 먼 곳까지 흘러가서 넓게 퍼지면 '용암 대지'라고 하는 평탄한 지형이 만들어지기도 합니다. 우리나라의 개마 고원과 인도의 데칸 고원이 대표적입니다.
화산은 크게 분출형 화산과 폭발형 화산으로 구분됩니다. 분출형 화산은 폭발이 일어나지 않고 조용히 용암만 흘러나오는 화산입니다. 대표적인 것으로 하와이의 킬라우에아 화산이 있습니다. 이에 비해 폭발형 화산은 커다란 폭음과 함께 분출물을 하늘 높이 뿜어냅니다. 1980년에 폭발한 미국의 세인트헬렌스 화산이 이런 경우이지요. 폭발형 화산은 엄청난 양의 분출물을 대기 높은 곳까지 뿜어내기 때문에 하늘을 가려 햇빛을 차단하기도 합니다.
우리나라에서 볼 수 있는 화산은 백두산과 한라산입니다. 백두산 정상에는 천지, 한라산 정상에는 백록담이라는 호수가 있지요. 그런데 두 호수의 크기를 비교해 보면 천지가 백록담보다 훨씬 큽니다. 백록담은 최대 너비가 600m 정도이지만 천지는 최대 너비가 3,600m나 됩니다. 이런 차이가 생기는 이유는 무엇일까요? 화산에서 마그마가 분출하는 구멍을 '화구'라고 합니다. 이 화구에 물이 고여 만들어진 호수를 '화구호'라고 하지요. 그런데 화구에서 큰 폭발이 일어나거나 화구 주변이 무너져 내리면 꼭대기의 움푹 패인 곳은 더욱 커집니다. 이런 지형을 '칼데라'라고 하며, 이곳에 물이 고여 만들어진 호수를 '칼데라 호'라고 합니다. 바로 백록담은 화구호이고, 천지는 칼데라 호이기 때문에 이러한 차이가 나타나는 것입니다.
- 화산에서는 어떤 물질이 뿜어져 나오는가
화산이 폭발하는 장면을 직접 보거나 사진으로 촬영한 모습을 보면 화산 폭발과 함께 나오는 물질이 용암만이 아니라는 것을 알 수 있습니다. 화산이 폭발할 때 화구를 통해 분출되는 물질은 크게 용암, 화산 가스 그리고 화산 쇄설물로 나눌 수 있습니다. 용암은 분출할 때의 온도가 1,000ºC~1,200ºC 정도이며 붉거나 노란 빛을 띱니다. 용암에 들어 있는 화학 성분은 화산에 따라 커다란 차이가 있습니다.
화산이 폭발하면 암석이나 암석 부스러기도 화구로부터 분출됩니다. 이런 것들을 화산 쇄설물이라고 하는데, 화산 쇄설물은 크기에 따라 화산암괴, 화산탄, 화산자갈(화산력), 화산재 등으로 나눕니다. 화산 쇄설물은 한꺼번에 산비탈을 따라 빠른 속도로 흘러가기도 합니다. 이때 화산 쇄설물의 온도는 수백 ºC가 넘고 속도는 시속 100km가 넘습니다. 이와 같은 화산 쇄설물의 흐름은 순식간에 넓은 지역을 덮치기 때문에 용암보다도 훨씬 더 큰 피해를 줍니다. 화산에서는 가스도 뿜어져 나오는데, 대부분은 수증기입니다. 수증기 다음으로 많은 기체는 이산화탄소와 이산화황입니다. 이외에 질소, 수소, 일산화탄소 등의 기체가 포함되어 있지요.
화산으로부터 분출되는 물질은 순식간에 주변의 환경을 파괴합니다. 하지만 화산 분출물에 파괴적인 면만 있는 것은 아닙니다. 예를 들어 화산재는 토양을 기름지게 합니다. 이 때문에 화산재가 쌓인 땅에서 농사를 지으면 풍성한 수확을 얻을 수 있지요. 화산 분출물에서 산업용 원료도 얻을 수 있습니다. 뿐만 아니라 화산 활동이 활발한 지역은 특이한 지형 등 볼거리가 많아서 관광지로 개발되고 있으며, 온천은 난방에 이용되기도 합니다.
