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홈›지구과학›화산과 지진

열점과 하와이

하와이 제도는 가장 가까운 판 경계에서 3,200 km 넘게 떨어져 있지만, 킬라우에아는 지구에서 가장 활발한 화산 가운데 하나입니다.

하와이 주요 섬 개념도: K 카우아이, O 오아후, M 마우이, H 하와이섬. 빨간 점은 열점, 화살표는 태평양판이 움직이는 방향입니다. 가장 오래된 암석은 카우아이 약 550만 년, 하와이섬 70만 년 미만이고, 둘 사이는 약 528 km입니다.

판 한가운데의 화산

화산은 대부분 판 경계에 있지만, 모든 화산이 그런 것은 아닙니다. 예를 들어 하와이 제도는 섬 전체가 화산으로 되어 있는데, 판 경계가 아니라 태평양판의 한가운데에 있습니다. 1963년, 변환 단층을 제안했던 바로 그 과학자인 캐나다의 지구물리학자 J. 투조 윌슨이 이것을 설명하는 생각을 내놓았습니다. 윌슨은 하와이 같은 곳에서 화산 활동이 아주 오랫동안 이어져 왔다는 데 주목했습니다. 그리고 작고 오래가며 유난히 뜨거운 곳, 즉 열점이 판 밑에 자리 잡고 열을 공급하고 있을 것이라고 추론했습니다. 열점의 열이 암석을 부분적으로 녹이면, 그 마그마가 판을 뚫고 올라와 해저에서 분출합니다. 이런 분출이 수없이 되풀이되면서 해산이 자라나고, 마침내 해수면 위로 머리를 내밀어 화산섬이 됩니다.

하지만 판은 계속 움직이고, 열점은 제자리에 머물러 있습니다. 판이 움직이면서 섬을 마그마 공급원에서 떼어 놓으면, 그 섬의 화산은 활동을 멈춥니다. 그리고 열점 위에서는 새 화산이 자라납니다. 이런 순환이 몇 번이고 되풀이되면서 바다 위에 길게 이어진 자국이 남습니다. 하와이 화산 관측소(HVO)는 그 결과를 이렇게 설명합니다. 하와이의 주요 섬 8개는 화산 15개로 이루어져 있습니다. 그리고 이 섬들은 북태평양을 가로질러 약 6,100 km나 이어지는, 129개가 넘는 화산 줄기 가운데 가장 젊은 부분입니다. 이 줄기의 대부분은 해산과 꼭대기가 평평한 평정해산이 되어 물속에 잠겨 있습니다.

해저에 놓인 시계

윌슨이 옳다면 섬들은 열점에서 멀어질수록 더 오래되고, 더 많이 깎여 있어야 합니다. 실제로 섬들을 조사해 보면 그렇습니다. USGS에 따르면 사람이 사는 섬들 가운데 북서쪽 끝에 있는 카우아이의 가장 오래된 암석은 약 550만 년 되었고, 섬은 깊이 깎여 있습니다. 반대로 남동쪽 끝에 있는 하와이섬에서 드러난 가장 오래된 암석은 70만 년이 채 안 되었고, 이 섬에서는 지금도 새 암석이 만들어지고 있습니다. 엠퍼러 해산열의 먼 끝 근처에서 연대가 측정된 가장 오래된 화산은 8,100만 년 되었습니다. 화산 줄기는 중간에 한 번 급하게 꺾이는데, HVO는 이 꺾임의 연대를 4,300만 년 전으로 봅니다(몇몇 최근 연구는 4,700만 년에 더 가깝게 봅니다). 이 꺾임은 태평양판이 움직이는 방향이 바뀌었다는 것을 기록하고 있습니다.

앞에서 본 이 숫자들을 가지고 태평양판의 속도를 구해 볼 수도 있습니다. 카우아이와 킬라우에아는 약 528 km 떨어져 있고, 카우아이의 가장 오래된 암석은 약 550만 년 되었습니다. 거리를 시간으로 나누면 1년에 약 9.6 cm가 나옵니다. 이것은 태평양판이 열점 위를 얼마나 빨리 지나갔는지에 대한 대략적인 추정값입니다. 이 화산 줄기에서 가장 젊은 화산은 아직 바다 물속에 잠겨 있습니다. 2021년까지 로이히라고 불리던 카마에후아카날로아로, 하와이섬 남동쪽 앞바다에 있습니다. 이 화산의 가장 최근 분출은 1996년이었던 것으로 여겨집니다. 그때 HVO는 약 한 달 동안 지진을 4,377번 기록했습니다.

배경과학적인 조사가 있기 훨씬 전부터, 하와이 사람들은 북서쪽에 있는 니이하우와 카우아이가 남동쪽에 있는 마우이와 하와이보다 더 오래되어 보인다는 것을 알아챘습니다. 북서쪽 섬들은 더 많이 깎여 있었고, 식물이 더 무성했으며, 새로 흐른 용암류는 더 적었습니다. USGS는 이런 생각이 화산의 여신 펠레의 전설 속에 담겨 대대로 전해졌다고 소개합니다. 전설에 따르면 펠레는 처음에 카우아이에 살았습니다. 그곳에서 언니인 바다의 여신 나마카오카하이에게 공격을 받자, 펠레는 오아후로 달아났고, 다시 마우이로 달아났습니다. 그리고 마지막으로 하와이에 와서, 지금은 킬라우에아 정상에 있는 할레마우마우 분화구에 삽니다. 펠레가 섬에서 섬으로 달아난 방향은 암석의 나이가 바뀌는 방향과 똑같습니다.

다른 열점들

지난 1,000만 년 동안 활동한 열점은 100개가 넘습니다. 그 가운데 대부분은 판의 안쪽 부분 밑에 있지만, 아이슬란드나 아조레스 제도, 갈라파고스 제도처럼 해령 가까이에 있는 것도 있습니다. 북아메리카판 밑에 있는 열점 가운데 가장 잘 알려진 것은 옐로스톤입니다. 옐로스톤에서는 지난 200만 년 동안 세 번의 거대한 분출이 일어나 큰 칼데라들이 생겼습니다. 그 열은 지금도 온천, 간헐천, 진흙 웅덩이 1만 개 이상을 데우고 있고, 이 지역의 일부는 1년에 1 cm까지 땅이 오르내립니다. USGS는 여기에 솔직한 단서를 하나 덧붙입니다. 그 책자가 쓰인 뒤로 과학자들 사이에서는 열점이 정말 깊은 곳에 고정된 플룸에서 오는지를 두고 논쟁이 이어지고 있습니다. 그래서 이 단순한 그림은 아직 검증을 받고 있는 중입니다.

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하와이 밑에서 녹기 시작하는 깊이는 약 200~400 km입니다. 「상부 맨틀」을 골라 그 깊이가 위의 지각과 지구 전체에 비해 어느 정도인지 보세요.
  1. 1963년에 열점 가설을 제안한 사람은?
    • J. 투조 윌슨
    • 알프레트 베게너
    • 잉에 레만
    • 찰스 리히터
  2. 하와이 제도는 어느 쪽으로 갈수록 오래되었을까요?
    • 북서쪽
    • 남동쪽
    • 모두 같은 나이
    • 적도 쪽
  3. 카우아이에서 가장 오래된 암석의 나이는 몇 백만 년?
  4. 카우아이에서 킬라우에아까지 약 528 km, 550만 년. 1년에 몇 cm? (소수 첫째 자리)
  5. 하와이 화산 줄기에서 가장 젊은 화산은?
    • 카마에후아카날로아(옛 이름 로이히)
    • 카우아이
    • 마우나케아
    • 할레아칼라
  6. 하와이·엠퍼러 해산열의 길이는 약 몇 km?
  7. 해산열의 꺾임은 무엇을 기록할까요?
    • 태평양판 이동 방향의 변화
    • 거대한 지진
    • 해수면 변화
    • 열점의 소멸
  8. 해령 위에 있는 열점은?
    • 아이슬란드
    • 하와이
    • 옐로스톤
    • 탐보라
  9. 하와이의 주요 섬은 몇 개이고, 화산은 몇 개로 되어 있을까요?
    • 섬 8개, 화산 15개
    • 섬 5개, 화산 5개
    • 섬 15개, 화산 8개
    • 섬 129개, 화산 1개
  10. 열점 화산들이 줄지어 있는 이유는?
    • 제자리의 열점 위로 판이 움직여서
    • 해구를 따라서
    • 변환 단층을 따라서
    • 동시에 생겨서
핵심 정리
  • 열점: 판 밑의 오래가는 뜨거운 곳(윌슨, 1963년).
  • 판은 움직이고 열점은 제자리: 열점에서 멀수록 오래된 화산 줄기.
  • 하와이: 주요 섬 8개에 화산 15개, 129개 넘는 화산 줄기 약 6,100 km.
  • 카우아이 약 550만 년, 하와이섬 70만 년 미만: 1년에 약 9.6 cm.
이 과정의 출처 (23)
  • USGS Volcano Hazards Program, About Volcanoes (usgs.gov/programs/VHP/about-volcanoes): magma and lava, cinder cones, composite volcanoes, shield volcanoes, lava domes, about 1,350 potentially active volcanoes
  • USGS VHP, Temperatures at the surface reflect temperatures below the ground (lava up to about 1,200 °C; Kilauea flow 1,100 °C)
  • USGS FAQ How much of the Earth is volcanic? (more than 80% of the surface)
  • British Geological Survey, Discovering Geology: Types of volcano (bgs.ac.uk/discovering-geology/earth-hazards/volcanoes/how-volcanoes-form/): slopes 30 to 35° and under 10°, Tambora caldera 6 km wide and 1.1 km deep
  • BGS Volcanic hazards (pyroclastic flows 100 to 600 °C, 110 km/h or faster)
  • USGS Yellowstone Volcano Observatory, The Volcanic Explosivity Index (usgs.gov/observatories/yvo/news/volcanic-explosivity-index-a-tool-comparing-sizes-explosive-volcanic) and VHP image description of the VEI (VEI 0 under 10,000 m³, VEI 8 over 1,000 km³, tenfold steps above VEI 2)
  • US National Park Service, Volcanic Explosivity Index (nps.gov/subjects/volcanoes/volcanic-explosivity-index.htm): Novarupta 1912 about 30 times Mount St. Helens, Huckleberry Ridge 2,450 km³
  • Smithsonian Global Volcanism Program eruption records (volcano.si.edu): VEI of Mount St. Helens 1980 (5)
  • Pinatubo 1991 (6)
  • Tambora 1815 (7)
  • USGS Fact Sheet 113-97, The cataclysmic 1991 eruption of Mount Pinatubo (pubs.usgs.gov/fs/1997/fs113-97/)
  • USGS This Dynamic Earth, Hotspots and The long trail of the Hawaiian hotspot (pubs.usgs.gov/gip/dynamic/hotspots.html, Hawaiian.html)
  • USGS Hawaiian Volcano Observatory, Evolution of Hawaiian volcanoes (usgs.gov/observatories/hvo/evolution-hawaiian-volcanoes) and Volcano Watch: Kamaʻehuakanaloa (2022)
  • USGS Earthquake Hazards Program, Earthquake magnitude, energy release and shaking intensity (usgs.gov/programs/earthquake-hazards/earthquake-magnitude-energy-release-and-shaking-intensity): tenfold amplitude and about 32 times energy per whole magnitude
  • USGS HVO Volcano Watch, What was that on the Richter scale? (about 31.6 times energy per unit, 1,000 times per two units)
  • USGS FAQ How are earthquakes measured? (moment magnitude)
  • USGS, Are you ready to ShakeOut? (usgs.gov/news/featured-story/are-you-ready-shakeout-october-19): Drop, Cover, and Hold On
  • NOAA National Weather Service, Tsunami safety during a tsunami (weather.gov/safety/tsunami-during)
  • USGS Pyroclastic flow hazards at Mount St. Helens (over 100 km/h, over 400 °C; at least 17 pyroclastic flows on 18 May 1980)
  • USGS Volcanic Ash Impacts, Mt St Helens 1980 emergency management (volcanoes.usgs.gov/volcanic_ash/mount_st_helens_emergency_management.html)
  • USGS Earthquake magnitude page, Northridge (3 to 11 miles deep) and Nisqually (30 to 36 miles deep)
  • General safety information only
  • follow local officials.

확인한 날: 2026-10-17