지난 1월 남태평양 섬나라 통가 인근에서 폭발한 해저화산 '훈가 통가-훈가 하파이'의 화산 기둥이 지구 성층권을 지나 중간권까지 치솟은 것으로 나타났다.

3일(현지시간) CNN에 따르면, 이 화산 기둥의 최고 높이는 57㎞다. 성층권보다 높은 중간권에 해당하는 구간으로 보통 이 구간에 진입하는 유성과 운석들은 분해돼 타버린다.

그동안 역대 최고치로 기록됐던 1991년 필리핀 피나투보 화산 폭발로 생긴 40㎞ 높이 기둥보다 17㎞나 더 높다.

이날 과학 학술지 사이언스에 실린 논문을 보면, 연구팀은 분화 지점을 통과하는 여러 기상위성이 찍은 사진을 사용해 화산 기둥 높이를 측정했다.

과학자들은 이전까지만 해도 적외선 위성으로 화산 기둥 정상 부분의 기온을 측정하고 이 측정값을 주변 대기 온도와 비교해 기둥 높이를 판단해왔다. 고도가 높을수록 기온이 내려가는 대류권 특징을 활용한 것이다.

하지만 이번 화산 기둥은 대류권을 지나 성층권에 진입하면서 기존 방법으로 기둥 높이를 측정할 수 없었다. 지구 표면으로부터 약 10~50㎞ 구간의 성층권에서는 고도가 높을수록 기온이 올라가지만, 중간권은 고도가 높을수록 기온이 내려가는 특징을 갖고 있기 때문이다.

연구팀은 기상위성이 찍은 여러 각도에서의 기둥 모양 차이를 비교하는 '시차 효과'로 기둥 높이를 측정했다. 폭발 당시 통가 상공에 있던 3개의 기상위성이 10분마다 사진을 촬영해 기둥이 바다에서 솟아오를 때의 변화를 기록했다.

이 연구에 참여한 영국 우주연구기관 RAL 스페이스 소속 사이먼 프라우드 박사는 CNN과의 서면 인터뷰에서 "(기둥) 높이를 계산하기 위해 태평양 반대편에 위치한 기상위성이 제공하는 다양한 사진과 일부 패턴 일치 기술을 사용하는 접근 방식을 고안해냈다"며 "10년 전만 해도 이런 연구를 할 수 있는 위성 기술이 없었다"고 밝혔다.

프라우드 박사는 역대 최대 높이인 이번 화산 기둥이 30분 만에 형성됐다고 전했다. 그는 "57㎞까지 솟은 기둥이 중앙 반구 안쪽으로 무너지더니 또 다른 기둥이 나타났다"며 "예상하지 못한 일"이라고 전했다.

논문 공동 저자인 앤드류 프라타 박사도 CNN에 "이 기법으로 화산 기둥의 최대 높이뿐만 아니라 화산 물질이 방출된 대기의 다양한 높이도 측정할 수 있다"고 말했다.

화산재는 제트 엔진 고장을 유발한다. 화산 기둥 구성과 높이를 알면 화산재 입자가 어디서 방출되는지 알 수 있어 항공 안전에 매우 중요하다.

또한 프라타 박사는 새로운 화산 기둥 높이 측정 기법이 화산 폭발과 폭풍에 대한 자동 경보에도 사용되길 바란다고 전했다.