통가 해저화산 폭발, 우주와 닿은 전리권에도 초강풍 유발

전리권도 지구 기상변화 영향 확인…"우주관측 최대 혼돈"

지난 1월 남태평양 섬나라 통가의 해저화산 '훈가 통가-훈가 하파이'가 폭발할 때 우주와 닿아있는 최상층 대기인 '전리권'에도 허리케인을 능가하는 초강력 바람이 몰아치고 이상 전류가 흐르는 등 우주까지 영향을 미친 것으로 나타났다.

미국 항공우주국(NASA)에 따르면 버클리 캘리포니아대학의 물리학자 브라이언 하딩 박사가 이끄는 연구팀은 통가 화산 폭발 당시 위성이 수집한 자료를 통해 확인한 이런 결과를 '지구물리학 연구 회보'(Geophysical Research Letters)에 발표했다.

연구팀은 NASA의 '전리권 연결영역 탐사선'(ICON)과 유럽우주국(ESA)의 자기장 관측 위성인 '스웜'(Swarm)을 통해 화산 폭발 수 시간 만에 전리권에 시속 720㎞ 강풍이 불고, 서쪽으로 흐르는 '적도 고층전류'(equatorial electrojet) 방향도 일시적으로 동쪽으로 바뀌는 현상이 포착됐다고 밝혔다.

전리권은 태양 에너지에 의해 공기 분자가 이온화되어 자유 전자가 밀집된 곳으로, 이전에는 태양과 우주 기상 변화에만 영향을 받는 것으로 여겨져 왔다.

지난 2019년에 발사된 ICON은 지구 기상 변화가 전리권에 미치는 영향을 분석하는데 목적을 뒀으며, 통가 화산 폭발을 통해 이를 확인했다.

연구팀은 화산이 폭발하면 엄청난 가스와 수증기, 먼지를 내뿜고 기압 변화를 일으켜 강한 바람을 만드는데, 높은 고도의 옅은 대기층으로 확산하면서 속도가 빨라지는 것으로 분석했다.

ICON이 측정한 시속 720㎞ 강풍은 발사 이후 120㎞ 이하 고도에서 관측된 가장 강한 바람으로 기록됐다.

이런 강한 바람은 전리권의 전류 흐름에도 영향을 줘, 화산 폭발 뒤 적도 고층전류가 5배로 급증하며 절정에 달한 뒤 갑자기 방향을 바꿔 일시적으로 서쪽으로 흐른 것으로 나타났다.

논문 공동 저자인 조앤 우 박사는 "지구 표면에서 발생한 일로 고층전류 흐름이 반대로 바뀐 것을 보는 것은 매우 놀라웠다"고 했다.

연구팀은 통가 화산 폭발을 통해 전리권이 우주뿐만 아니라 지상에서 일어난 사건으로 어떻게 영향을 받는지에 대한 이해를 넓힐 수 있었다고 했다.

하딩 박사는 "통가 화산은 현대 우주에서 관측된 가장 큰 혼돈 중의 하나를 만들어 냈다"면서 "아는 것이 많지 않은 우주와 그 밑의 대기 간의 연결 영역에 대해 시험할 기회가 됐다"고 평가했다.




/연합뉴스