화산 폭발 지수

화산 폭발 지수(火山爆發指數, 영어: Volcanic Explosivity Index, VEI)는 화산 폭발의 정도를 측정하는 지수이다. 1982년 미국 지질조사국(USGS)의 크리스토퍼 G. 뉴헐과 하와이 대학교의 스티븐 셀프가 만들었다.

화산 폭발 지수는 화산 분화 당시 분출물의 양, 분출시 구름의 높이, 정성적인 관측값('완만함'에서 '거대함'까지 나눠지는 용어 사용)을 통해 폭발의 크기를 정한다. 이 척도는 제한이 없는 개방형 지수로 역사상 가장 큰 규모의 분출은 VEI 8을 부여받았다. 화산 폭발 지수 0은 10,000 m³ 미만의 테프라가 분출되는 비폭발성 화산 분화이며, 화산 폭발 지수 8은 1.0×10¹² m³의 테프라를 분출하며 분연 높이가 20 km가 넘는 초화산의 분화를 가리킨다. 화산 폭발 지수는 로그 스케일이며 VEI-0, VEI-1, VEI-2 사이를 제외하고 지수가 1이 올라갈 때마다 관측된 분출물 기준이 10배 늘어난다.^[1]

정의

0부터 8까지의 지수로 표기하는 화산 폭발 지수 VEI는 분출한 화산 물질의 양, 분연 높이, 분출 지속 시간에 따라 그 기준이 달라진다. VEI-2 이상부터는 로그 스케일로 지수가 커지며 이때부터는 지수가 1 늘어날 때마다 화산의 폭발 세기가 10배 강해진다. 따라서 VEI 1과 2 사이에는 정의가 서로 다르다. 분출물 부피에 대한 가장 하한값은 1에서 2로 넘어갈 때 10,000 m³에서 1,000,000 m³으로 100배 늘어나지만 그 다음부터는 2에서부터 1씩 늘어날 때마다 분출량이 10배 늘어난다.

아래 표는 VEI의 각 지수에 따른 기준과 해당 VEI 이상의 화산 분화의 대략적인 빈도, 역사적으로 있었던 대표적인 그 VEI 지수의 화산 분화 등을 나타냈다.

VEI	분출물 부피 (규모)	분류	설명	분연 높이	주기	대류권 영향	성층권 영향^[2]
VEI	분출물 부피 (규모)	예시
0	< 10⁴ m³	하와이식	분출성	< 100 m	매번 일어남	무시할 수 있음	없음
0	< 10⁴ m³	킬라우에아산 (현재), 모손 봉우리 (현재), 파그라달스퍄들 (2021~2023년), 마우나로아산 (1975년, 1984년, 2022년)
1	> 10⁴ m³	하와이식/스트롬볼리식	온화함	100 m~1 km	매일	미미함	없음
1	> 10⁴ m³	야케다케산 (1995년), 디엥 복합화산체 (1964년, 1979년, 2017년), 아브르 해산 (2012년), 쉰드흐누퀴르 (2023년~2025년)
2	> 10⁶ m³	스트롬볼리식/불카노식	폭발적	1~5 km	2주	중간 정도	없음
2	> 10⁶ m³	스트롬볼리섬 (1934년 이후), 운젠산 (1792년), 릭터섬 (1888년), 화이트섬 (2019년), 마라피산 (2023년)
3	> 10⁷ m³	스트롬볼리식/불카노식/ 플레식 /아플리니식	강함	3~15 km	3개월	상당함	영향 가능성 있음
3	> 10⁷ m³	쉬르트세이섬 (1963~1967년), 네바도델루이스산 (1985년), 리다우트산 (1989~1990년), 온타케산 (2014년), 칸라온산 (2024~2025년)
4	> 0.1 km³	플레식/플리니식/아플리니식	재앙적	> 10 km	18개월	상당함	확실함
4	> 0.1 km³	반다이산 (1888년), 플레산 (1902년), 래밍턴산 (1951년), 에이야퍄들라이외퀴들 (2010년), 므라피산 (2010년), 스메루산 (2021년)
5	> 1 km³	플레식/플리니식	격변적	> 10 km	12년	상당함	뚜렷함
5	> 1 km³	베수비오산 (79년), 후지산 (1707년), 타라웨라산 (1886년), 세인트헬렌스산 (1980년), 푸예우에산 (2011~2012년), 훙가통가-훙가하파이 (2022년)
6	> 10 km³	플리니식 /초플리니식	거대함	> 20 km	50~100년	상당함	상당함
6	> 10 km³	일로팡고호 (450년), 후아이나푸티나산 (1600년), 크라카타우산 (1883년), 산타마리아산 (1902년) 피나투보산 (1991년)
7	> 100 km³	초플리니식	초거대	> 20 km	500~1,000년	상당함	상당함
7	> 100 km³	롱 밸리 칼데라 (760 kyr), 캄피 플레그레이 (37 kyr), 마자마산 (기원전 5700년), 키카이산 (기원전 4300년), 산토리니섬 (기원전 1610년), 세가라아낙호 (1257년), 탐보라산 (1815년)
8	> 1,000 km³	초플리니식	극초거대	> 20 km	> 50,000년^[3]^[4]	막대함	막대함
8	> 1,000 km³	와와스프링스 칼데라 (30 Mya), 라가리타 칼데라 (26.3 Mya), 옐로스톤 칼데라 (2.1 Mya, 640 kyr), 토바호 (74 kyr), 타우포 화산 (26.5 kyr)

지난 1억 3천 2백만년(132 Mya)간 약 40차례의 VEI-8 규모의 분화가 발생했음이 확인되었는데 이 중 30건이 지난 3,600년간 발생했다. VEI-8급 분화의 추정 발생 빈도가 약 5만년에 1번 꼴임을 생각한다면^[3] 지난 1억 3,200만년간 아직 알려지지 않은 분화가 많이 발생했을 가능성이 높다. 불완전한 통계에 따르면 일부 연구자는 최소 60차례의 VEI-8급 분화가 발생했다고 주장한다.^[5]^[6] 가장 최근에 일어난 VEI-8급 분화는 약 27,000년 전 일어난 타우포 화산의 오루아뉘 분화로 홀로세 시기에는 VEI-8급 화산 분화가 없다.^[5]

지난 11,700년간 약 10차례의 VEI-7급 분화가 발생했다. 또한 58건의 플리니식 분화와 13건의 칼데라 형성 분화가 있었으며 규모가 매우 크지만 정확한 화산 폭발 지수는 알려지지 않은 분화도 많다. 2010년까지 스미스소니언 협회의 전지구 화산 계획은 홀로세(지난 11,700년 이후) 이후 발생한 화산 분화 총 7,742건에 VEI 지수를 부여했는데 이는 홀로세 시기 발생한 알려진 모든 화산 분화의 75%에 해당한다. 이 7,742건의 분화 중 49%가 VEI-2 이하이며 90%는 VEI-3 이하이다.^[7]

한계

화산 폭발 지수에는 화산재, 용암, 화산탄, 이그님브라이트가 모두 동일하게 취급된다. 화산 생성물 각각의 밀도나 공상조직(생성물 내 가스 농도)는 고려하지 않는다. 이와 대조적으로 실제 분출된 마그마의 양을 계산하기 위한 고밀도 등가물(DRE)를 계산하는 경우도 있다. VEI의 또 다른 약점으로 분화의 강도를 고려하지 않기 때문에 선사시대나 관측되지 않은 분화의 경우 VEI를 결정하기 매우 어렵다는 점이다.

화산 폭발 지수는 화산의 폭발력 규모를 분류하는 매우 적합하지만, 대기나 기후에 끼친 영향을 정량화하는데 가장 필요한 이산화 황의 양을 고려하지 않는다.^[8]

유명한 화산 폭발 목록

같이 보기

각주

↑ Newhall, Christopher G.; Self, Stephen (1982). “The Volcanic Explosivity Index (VEI): An Estimate of Explosive Magnitude for Historical Volcanism” (PDF). 《Journal of Geophysical Research》 87 (C2): 1231–1238. Bibcode:1982JGR....87.1231N. doi:10.1029/JC087iC02p01231. 2013년 12월 13일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서.
↑ “Volcanic Explosivity Index (VEI)”. 《Global Volcanism Program》. Smithsonian National Museum of Natural History. 2011년 11월 10일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2014년 8월 21일에 확인함.
↑ ^가 ^나 Dosseto, A. (2011). Turner, S. P.; Van-Orman, J. A., 편집. 《Timescales of Magmatic Processes: From Core to Atmosphere》. Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-4443-3260-5.
↑ Rothery, David A. (2010), 《Volcanoes, Earthquakes and Tsunamis》, Teach Yourself
↑ ^가 ^나 Mason, Ben G.; Pyle, David M.; Oppenheimer, Clive (2004). “The size and frequency of the largest explosive eruptions on Earth”. 《Bulletin of Volcanology》 66 (8): 735–748. Bibcode:2004BVol...66..735M. doi:10.1007/s00445-004-0355-9. S2CID 129680497.
↑ Bryan, S.E. (2010). “The largest volcanic eruptions on Earth” (PDF). 《Earth-Science Reviews》 102 (3–4): 207–229. Bibcode:2010ESRv..102..207B. doi:10.1016/j.earscirev.2010.07.001.
↑ Siebert, L.; Simkin, T.; Kimberly, P. (2010). 《Volcanoes of the World》 3판. University of California Press. 28–38쪽. ISBN 978-0-520-26877-7.
↑ Miles, M. G.; Grainger, R. G.; Highwood, E. J. (2004). “Volcanic Aerosols: The significance of volcanic eruption strength and frequency for climate” (PDF). 《Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society》 130 (602): 2361–2376. Bibcode:2004QJRMS.130.2361M. doi:10.1256/qj.03.60. S2CID 53005926.

외부 링크

VEI glossary entry from a USGS website
How to measure the size of a volcanic eruption, from The Guardian
The size and frequency of the largest explosive eruptions on Earth^{[깨진 링크(과거 내용 찾기)]}, a 2004 article from the Bulletin of Volcanology
List of Large Holocene Eruptions (VEI > 4) from the Smithsonian Global Volcanism Program 보관됨 2012-01-17 - 웨이백 머신

[1] Newhall, Christopher G.; Self, Stephen (1982). “The Volcanic Explosivity Index (VEI): An Estimate of Explosive Magnitude for Historical Volcanism” (PDF). 《Journal of Geophysical Research》 87 (C2): 1231–1238. Bibcode:1982JGR....87.1231N. doi:10.1029/JC087iC02p01231. 2013년 12월 13일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서.

[2] “Volcanic Explosivity Index (VEI)”. 《Global Volcanism Program》. Smithsonian National Museum of Natural History. 2011년 11월 10일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2014년 8월 21일에 확인함.

[Dosseto-3] 가 ^나 Dosseto, A. (2011). Turner, S. P.; Van-Orman, J. A., 편집. 《Timescales of Magmatic Processes: From Core to Atmosphere》. Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-4443-3260-5.

[Rothery2010-4] Rothery, David A. (2010), 《Volcanoes, Earthquakes and Tsunamis》, Teach Yourself

[Mason2004-5] 가 ^나 Mason, Ben G.; Pyle, David M.; Oppenheimer, Clive (2004). “The size and frequency of the largest explosive eruptions on Earth”. 《Bulletin of Volcanology》 66 (8): 735–748. Bibcode:2004BVol...66..735M. doi:10.1007/s00445-004-0355-9. S2CID 129680497.

[6] Bryan, S.E. (2010). “The largest volcanic eruptions on Earth” (PDF). 《Earth-Science Reviews》 102 (3–4): 207–229. Bibcode:2010ESRv..102..207B. doi:10.1016/j.earscirev.2010.07.001.

[7] Siebert, L.; Simkin, T.; Kimberly, P. (2010). 《Volcanoes of the World》 3판. University of California Press. 28–38쪽. ISBN 978-0-520-26877-7.

[JRMS-8] Miles, M. G.; Grainger, R. G.; Highwood, E. J. (2004). “Volcanic Aerosols: The significance of volcanic eruption strength and frequency for climate” (PDF). 《Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society》 130 (602): 2361–2376. Bibcode:2004QJRMS.130.2361M. doi:10.1256/qj.03.60. S2CID 53005926.

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