옐로스톤 국립공원은 미국 와이오밍 북서부, 몬태나주 남부, 아이다호주 동부에 걸쳐 있는 세계 최초의 국립공원이자 거대 공원이다. 특히 옐로스톤 국립공원은 북미지역 최대 화산지대와 겹친다. 옐로스톤에서 볼 수 있는 간헐천과 열수 시스템도 이 때문이다. 그런데, 옐로스톤 지하 거대한 마그마방이 북동쪽으로 이동하고 있다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다.

미국 지질조사국(USGS) 하와이 화산 관측소, 캘리포니아 화산 관측소, 오리건 주립대 지구·해양·대기과학부, 위스콘신-메디슨대 지질과학과 공동 연구팀은 옐로스톤 칼데라 아래 마그마방이 북동쪽으로 이동하고 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 2일 자에 실렸다

옐로스톤 칼데라, 또는 옐로스톤 슈퍼 화산은 미국 옐로스톤 국립공원에 속해 있는 슈퍼 화산 칼데라다. 칼데라는 화산폭발 후 수축으로 생겨난 함몰 지형으로 백두산 천지나 한라산 백록담도 칼데라다. 옐로스톤 칼데라는 해발 3141m로 현재도 분화 조짐이 나타나고 있으며, 60만년 주기로 폭발하는 것으로 알려져 있다. 실제로 지난 210만 년 동안 세 차례의 분화가 발생했다. 지름이 10㎞가 넘는 슈퍼 화산이기 때문에 만약 분화한다면 대량의 용암과 화산재, 화산쇄설류까지 발생해 미국 전체 영토의 66%가 사라질 것으로 예측되기도 한다. 이 때문에 많은 학자가 옐로스톤 칼데라 아래 마그마 분포에 대한 지도를 그리려고 시도하고 있다.

연구팀은 지구 자기장의 변화에 의존하는 전자기 지구물리학적 방법을 사용해 옐로스톤 칼데라 구조와 마그마 분포를 모델링했다. 그 결과, 연구팀은 지각과 맨틀이 만나는 4~47㎞의 다양한 깊이에서 마그마가 상대적으로 많이 분포한 7개 지역을 확인했다. 그중 일부는 서로 영향을 주고받는 것으로 나타났다. 연구팀은 옐로스톤 서부의 화산 활동은 약화하고 있지만, 북동부의 마그마 저장소는 용암의 독특한 형태인 유문암 분출을 일으킬 가능성도 상당히 크다고 밝혔다. 연구팀은 옐로스톤 북동부 지역의 아래쪽에는 약 440㎢의 마그마가 존재하고 있으며, 이는 약 130만 년 전에 옐로스톤에서 발생한 메사 폭포 칼데라 형성 때와 비슷한 양이다. 당시에 분출된 양은 280㎦에 해당했던 것으로 알려져 있다.

연구를 주도한 닌파 베닝턴 USGS 박사(화산지진학)는 “옐로스톤 칼데라는 미국의 대표적 화산으로 이전에도 대규모 분화가 발생한 만큼, 언제 폭발해도 이상하지 않다”라며 “북동부 지역의 거대 마그마 저장소가 언제 분화할 것인지를 파악하기 위해서는 추가 연구가 필요하다”라고 말했다.