서기 79년 베수비오 화산 대폭발에 대한 최신 연구와 수치 시뮬레이션 결과가 공개되면서, 화산쇄설류가 폼페이 주민들에게 안겨준 비극의 실체가 한층 선명해졌습니다.
베수비오 화산과 경사면 일대에 자리한 거주 지역을 보여주는 3D 조감도.
단 15분, 도시 전체를 질식사시킨 '불타는 구름'
기원후 79년 10월 베수비오 화산이 폭발했을 때 폼페이 주민들이 겪었던 마지막 순간의 모습이 점차 구체적으로 밝혀지고 있습니다. 놀랍게도 단 15분이면 캄파니아 지방의 이 작은 도시에 살던 모든 사람을 질식사에 이르게 하기에 충분했던 것으로 추정됩니다. 이는 당시 도시를 덮친 화산쇄설류, 이른바 '불타는 구름'이 흘러내린 시간입니다.
분화가 일어나자 고체와 기체 산물로 이루어진 눈사태가 인근 화산의 사면을 따라 갑작스럽게 쏟아져 내렸고, 공기는 호흡할 수 없는 가루 같은 화산재로 가득 찼습니다. 수십 미터 높이의 유동성 있는 뜨거운 덩어리—당대 저술가 소 플리니우스의 서신(『서한집』 VI-16)에는 우산소나무 형태의 구름으로 묘사되어 있습니다—이 17분도 되지 않는 시간 안에 사람과 동물을 막론하고 모든 생명체를 초토화시켰습니다.
화산쇄설밀도류(PDC)란 무엇인가
이번 연구는 이탈리아 바리대학교 지구·지질환경학과가 이탈리아 국립지구물리·화산학연구원(INGV)과 스코틀랜드 에든버러의 영국지질조사소(British Geological Survey)와 협력해 수행한 것으로, 국제 학술지 Scientific Reports에 게재되었습니다.
"이번 연구의 목표는 화산쇄설류(PDC)가 폼페이 거주 지역에 미친 영향을 이해하고 정량화하기 위한 모델을 개발하는 것이었습니다"라고 INGV 베수비오 관측소의 로베르토 이사이아(Roberto Isaia) 연구원은 보도자료를 통해 밝혔습니다.
폼페이 거주 지역에 남아 있는 화산쇄설 퇴적물. ⓒ INGV-OV
화산쇄설밀도류(PDC)는 특정 유형의 화산 분화와 함께 나타나는 파괴적인 현상입니다. 화산 가스, 수증기, 고체 입자(부석, 화산탄, 슬래그 등)가 뒤섞인 흐름이 산사태처럼 화산 사면을 따라 지표면을 타고 내려오는 것으로, 속도는 시속 수백 킬로미터에 달하며 일부는 시속 700km로 측정된 바 있습니다.
"폼페이 유적지에서 진행한 연구를 바탕으로 수치 시뮬레이션을 수행할 수 있는 수학적 모델을 개발했습니다. 이를 통해 화산쇄설밀도류를 모델링하고 그 영향을 추정할 수 있었습니다. 핵심 결과는 화산쇄설류의 통과 시간이 10~20분이라는 것인데, 이는 지금까지 별다른 주목을 받지 못했던 부분입니다"라고 이사이아 연구원은 설명했습니다.
200~250°C의 뜨거운 공기에 노출될 수 있는 한계는 2~5분을 넘기 어려우며, 여기에 흡입 가능한 뜨거운 미세 화산재까지 더해지면 생존 시간은 크게 줄어듭니다. "따라서 노출 시간은 화산쇄설류가 인간에게 미치는 영향을 결정하는 데 중요한 역할을 하는데, 이는 지금까지 정량화된 적이 없었습니다"라고 그는 덧붙였습니다. 이 모델은 세계 각지의 다른 활화산에도 적용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
달빛 아래 분화하는 베수비오 화산, 1774년. 피에르자크 볼레르(볼레르 기사, 1729~1802)의 작품. ⓒ Electa/Leemage/AFP
죽음의 흐름, 폼페이를 덮치다
베수비오 화산의 분화는 깊은 가을인 기원후 79년 10월 24일, 얇은 미세 화산재 층이 내리앉으면서 시작되었습니다. 이후 폭발 단계가 이어지며 높이 25km에 달하는 분연주가 형성되었습니다. 성층권 바람의 영향으로 화산 plume은 지역 남동쪽으로 확산되었고, 이 확산축을 따라 위치한 로마 도시와 마을들은 부석(라필리)과 화산재에 뒤덮였습니다. 폼페이에서는 그 두께가 무려 4.5m에 달했는데, 이것이 바로 유명한 '죽음의 지층'입니다.
"이 폭발 단계는 몇 시간 후 분화가 재개되며 막을 내렸고, 높이 솟았던 분연주가 급격히 붕괴하면서 파괴적인 화산쇄설류를 만들어냈습니다"라고 연구진은 설명했습니다. 폼페이 주민들에게는 끝이 없어 보였던 이 백열된 화산재 구름 속에서의 15분—아직 도시를 떠나지 못한 이들에게는 어떤 탈출도 불가능한, 문자 그대로 죽음의 시간이었습니다.
