화산섬 제주 탄생과정 새롭게 밝힌다

세계유산·한라산硏 “백록담 주변, 2019년까지 지형-식생-기후 조사”
화산활동 순서 규명-연대측정 나서

20만 년에서 30만 년 전 화산 분출로 이뤄졌다고 알려진 제주시 거문오름 용암동굴계의 형성 시기를 규명하기 위해 시료를 채취하는 모습. 임재영 기자 jy788@donga.com

화산섬 제주의 탄생 과정이 새롭게 밝혀진다.

제주도 세계유산·한라산연구원은 한국지질자원연구원, 한국기초과학지원연구원 등과 함께 2019년까지 한라산 천연보호구역 지형, 식생, 기후에 대한 기초학술조사를 실시한다고 24일 밝혔다.

이번 연구에서 한라산 정상인 백록담 주변 지질조사를 통해 화산활동 순서를 규명하고 암석과 고토양으로 연대 측정을 실시한다. 학계에서는 백록담 분화구가 25만 년 전, 영실지역 한라산 현무암이 10만 년 전에 형성된 것으로 연구됐으나 이보다 훨씬 이후에 화산 분출이 이뤄졌을 가능성이 높다는 의견이 제기됐기 때문이다.

제주도 형성은 신생대 제4기인 180만 년 전부터 이뤄진 수성화산활동으로 시작됐다. 완만한 지형과 동북동 방향으로 신장된 타원 형태의 전형적인 순상화산이라는 점에는 이견이 없다. 하지만 한라산을 비롯해 ‘오름’으로 불리는 작은 화산체의 형성 시기는 연대 측정 방법에 따라 차이가 많은 것으로 나타났다. 그동안 3만∼90만 년 전에 오름이 만들어졌다는 학설이 유력했으나 최근 조사에서 그보다 이후에 화산 분출이 발생한 것으로 나타나는 등 제주도가 훨씬 젊은 것으로 확인됐다.

세계유산·한라산연구원이 세계자연유산인 거문오름 용암동굴계를 형성한 거문오름을 조사한 결과 화산 분출 시기가 8000년 전으로 분석됐다. 거문오름 용암동굴계는 만장굴(천연기념물 제98호)을 비롯해 김녕굴, 용천동굴을 포함하는 지역으로 12km에 걸쳐 분포됐다. 그동안 학계에서는 거문오름 형성 시기를 ‘칼륨-아르곤(K-Ar)’ 연대 측정법에 따라 20만∼30만 년 전으로 봤으며 만장굴 형성 시기도 이 시기로 추정해왔다. 그러나 K-Ar 연대 측정법은 암석에 잔존하는 칼륨의 양을 측정하는 방식으로 비교적 젊은 연대의 측정은 어려운 것으로 알려졌다.

연구원은 이에 따라 비교적 젊은 연대의 측정이 가능한 ‘방사성탄소연대’, ‘광여기 루미네선스(OSL)’ 연대 측정법을 사용했다. 방사성탄소연대 측정은 4만 년 전 이내, 광여기 루미네선스 연대 측정은 5만∼15만 년 전의 측정에 효과가 높은 것으로 알려졌다. 최근 이들 측정법을 도입하면서 제주 화산활동에 대한 조사가 보다 정밀해진 것이다.

방사성탄소연대측정은 방사성동위원소인 탄소14의 조성비와 반감기 등을 측정해서 연대를 추정하는 방식이고 광여기 루미네선스는 석영과 장석 등을 포함한 퇴적물이 자연방사선에 노출된 후 방출하는 빛을 연대 측정에 활용하는 방식으로 연대 측정 범위가 상대적으로 넓다.

연구원 측은 이 같은 연대 측정법을 적용해 지난해부터 오름과 곶자왈(용암 암괴에 형성된 자연림) 등을 조사했다. 고문헌에 제주지역 마지막 화산 폭발은 1000년 전으로 알려졌으나 분석 결과 3800년 전에 분출한 서귀포시 송악산으로 추정됐다. 이뿐만 아니라 비양도 4500년 전, 성산일출봉 6000∼7000년 전, 도너리오름 6000년 전, 다랑쉬오름 9400년 전 등으로 화산 분출 시기가 1만 년 전 이내로 조사됐다.

화산활동 추적연구에 따라 제주지역 ‘생태계 허파’로 불리는 용암 숲인 곶자왈 생성도 5000년 전에서 1만4000년 전 등으로 젊은 것으로 확인됐다.

정세호 세계유산·한라산연구원 생물자원연구과장은 “그동안 장비와 예산 부족 등으로 정확한 연대 측정이 힘들었다”며 “앞으로 다양한 연대 측정법을 통해 제주 화산섬의 탄생 비밀을 규명하겠다”고 말했다.
　
임재영 기자 jy788@donga.com