[뉴스스페이스=이종화 기자] 일본 기카이 칼데라 아래의 마그마 저장소가 새로운 용융암으로 활발하게 다시 채워지고 있다는 새로운 연구 결과가 3월 27일 학술지 Communications Earth & Environment에 발표됐다.

Phys.org, Kobe University, Ground News, sciencesprings.wordpress, SciTechDaily, photovolcanica.com에 따르면, 이번 연구 결과는 슈퍼화산들이 대재앙적 분화 사이에 어떻게 재충전되는지에 대한 최초의 상세한 그림을 제공하며, 옐로스톤과 토바를 포함한 전 세계 유사한 화산 시스템의 감시를 개선할 수 있을 것으로 보인다. 일본 규슈 남쪽 해역에 위치한 기카이 칼데라 슈퍼화산의 마그마 저장소는 7300년 전 홀로세 시대 최대 규모의 화산 폭발이 발생한 장소였다.

이번 연구 결과는 고베대학교 세아마 노부카즈 교수팀이 일본 해양-지구과학기술연구기구(JAMSTEC)와 공동으로 진행한 지진탐사에서 칼데라 중앙 용암돔 아래 2.5~6km 깊이에 부피 약 220㎢(세제곱킬로미터)의 대형 마그마 저장소를 확인했다. 이는 7.3ka(천년 전) 기카이-아카호야(K-Ah) 분화 당시 저장소와 동일 위치로, 분출량 133~183㎢에 달했던 과거 저장고가 붕괴 후 재주입된 결과로 분석됐다.

연구팀은 에어건 어레이로 인공 지진파를 발생시키고 해저 지진계를 이용해 지각 구조를 정밀 매핑했다. 저속 이상(low-velocity anomaly)을 통해 용융률 3~8%의 마그마존을 포착했으며, 2D 단면상 사다리꼴 형태(상부 4km, 하부 17km, 높이 4km)로 전체 부피 390㎢, 용융물 총량 21㎢로 추정했다. 특히 지난 3900년간 최소 32㎢의 신규 용융물이 주입돼 천년당 8.2㎢ 이상 속도를 보였다. 용암돔 화학조성 분석 결과 고대 분출물과 달라 '잔류 마그마'가 아닌 신규 주입임을 입증했다.

Phys.org(2026.3.27)는 "기카이의 수중 위치가 대규모 체계적 탐사를 가능케 했다"고 보도하며, 세아마 교수의 발언을 인용 "이 저장소 규모와 위치로 이전 분화와 동일하다"고 강조했다. Nature Communications Earth & Environment 원문(DOI:10.1038/s43247-026-03347-9)도 "거대 칼데라 붕괴 후 용융 재주입 모델(melt re-injection model)"을 제안, K-Ah 분화(160㎢ 분출→저장고 붕괴→신규 주입) 과정을 상세히 제시했다.

세아마 교수는 "옐로스톤(3~8km 깊이, 용융률 16~20%)·토바 등 다른 슈퍼화산과 유사 패턴"이라며 모델 적용 가능성을 밝혔다. 옐로스톤의 경우 과거 분출 깊이(3~6km)와 현재 저장고가 중첩돼 재분화 위험이 제기된다.

이 모델은 슈퍼화산 모니터링 패러다임을 바꿀 전망이다. JAMSTEC의 과거 코어 분석(2024)도 95ka 분화 후 43ka부터 7.3ka까지 마그마 재충전을 확인, 장기 사이클을 뒷받침한다. 전문가들은 "미래 거대 분화 지표(지진·지표변화) 예측 정확도 향상을 기대한다"면서 "하지만 기카이 현재 활동 수준은 안정적이다"고 말했다. 글로벌 화산감시망 강화가 시급해졌다는 분석이 나온다.