르네상스의 땅 아래 숨겨진 화산 시스템

포도밭과 중세 도시로 유명한 이탈리아 토스카나(Tuscany) 지하에서 약 6,000 세제곱킬로미터(㎦) 규모의 마그마 저장소가 확인됐다. 스위스 제네바 대학교(University of Geneva)와 이탈리아 연구팀이 공동 수행한 이번 연구는 국제학술지 *커뮤니케이션스 어스 앤드 인바이런먼트(Communications Earth & Environment)*에 게재됐으며, 유럽 지질학 연구의 새로운 이정표로 평가받고 있다.

연구를 이끈 제네바 대학교 마테오 루피(Matteo Lupi) 교수는 이 마그마 저장소가 미국 옐로스톤(Yellowstone) 슈퍼화산 시스템에 버금가는 규모이지만, 인간의 시간 척도에서 분화 위험은 없다고 밝혔다. 연구팀은 지표면 아래 8~15km 깊이에 걸쳐 마그마와 부분 용융 암석이 광범위하게 분포하고 있음을 처음으로 규명했다.

왜 이 발견이 중요한가

6,000㎦라는 수치가 단숨에 와닿지 않는다면, 비교 대상을 보면 된다. 세계에서 가장 잘 알려진 슈퍼화산 시스템인 옐로스톤의 마그마 챔버는 약 1만~1만5,000㎦의 부분 용융 암석을 담고 있다. 토스카나의 저장소는 그 절반에 가까운 규모로, 대륙 지각 내에서 확인된 마그마 집적량 중 최대 수준에 속한다.

더 중요한 의미는 지리적 위치다. 베수비오(Vesuvius)나 캄피 플레그레이(Campi Flegrei)처럼 이미 알려진 화산 지대가 아닌, 수백만 명이 거주하는 내륙 농업 지대 아래에서 이 규모의 마그마 시스템이 처음 발견됐다. 토스카나는 이미 유럽 최대 지열 발전 지역 중 하나이지만, 이번 발견은 그 잠재력이 기존 예상을 훨씬 뛰어넘을 수 있음을 시사한다.

연구팀은 이번 성과가 심부 지열 에너지 개발과 희귀 광물 탐사에도 새로운 가능성을 열어준다고 강조했다. 마그마 열원과 가까운 지각 내에는 리튬(Li), 붕소(B) 등 에너지 전환에 필수적인 핵심 광물이 풍부하게 존재할 수 있다.

어떻게 발견했나: 지진 소음을 활용한 역발상

연구팀이 사용한 기법은 '앰비언트 노이즈 토모그래피(Ambient Noise Tomography, ANT)'다. 지진계로 지구 내부를 촬영하는 기존 탐사법은 대규모 지진을 필요로 하지만, ANT는 파도·바람·교통 등 일상적인 지구 진동 신호를 역으로 활용해 지하 구조를 3차원 이미지로 재구성한다.

이 방식은 인공 지진원 없이도 대면적 지하 구조를 높은 해상도로 분석할 수 있어, 최근 전 세계 화산 및 지열 탐사 분야에서 주목받고 있는 기술이다. 연구팀은 토스카나 남북 방향을 따라 넓게 분포한 마그마 저장소 전체를 이 기법으로 처음으로 정밀 지도화하는 데 성공했다.

이전과 무엇이 달라졌나

같은 시기 과학저널 *사이언스(Science)*에도 관련 연구가 발표됐다. 옐로스톤의 마그마가 깊은 수직형 플룸(plume)이 아닌 얕고 기울어진 통로를 통해 공급된다는 내용으로, 슈퍼화산에 대한 기존 교과서적 이해를 정면으로 뒤바꾸는 결과다. 두 연구를 합하면, 화산 지질학(volcanology)이 전 세계적으로 새로운 전환점을 맞고 있음을 보여준다.

앞으로 어떻게 될까 [AI 분석]

이번 발견은 세 가지 방향에서 후속 파장을 일으킬 가능성이 높다.

첫째, 지열 에너지 정책 재검토. 이탈리아는 이미 토스카나의 라르데렐로(Larderello) 지역을 중심으로 세계 최초 지열발전소를 운영해온 국가다. 심부 마그마 저장소의 존재가 과학적으로 확인된 만큼, EU 에너지 전환 목표와 맞물려 이탈리아 정부가 토스카나 지역의 심부 지열 개발 규제 및 투자 계획을 재검토할 가능성이 높다.

둘째, 유럽 화산 위험 지도 갱신. 기존 유럽 화산 위험 평가는 베수비오, 에트나(Etna), 캄피 플레그레이 등 남부 이탈리아 화산대에 집중됐다. 내륙 토스카나에서 이 규모의 마그마 시스템이 확인된 이상, 유럽 지질 당국이 장기 화산 위험 지도를 재편할 수 있다.

셋째, ANT 기법의 전 세계 확산. 앰비언트 노이즈 토모그래피가 이번처럼 대형 마그마 저장소를 탐지하는 데 유효함이 입증됨에 따라, 아이슬란드·뉴질랜드·일본 등 지열 활동이 활발한 다른 지역에도 같은 기법을 적용하는 연구가 급증할 가능성이 높다.

다만, 마그마 저장소의 경제적 활용까지는 기술적·환경적 허들이 남아 있다. 지하 10km 이상의 초고온·초고압 환경에서 안정적으로 열에너지를 추출하는 기술은 아직 상용화 단계에 이르지 못했다. 과학적 발견에서 실용적 에너지 자원으로 전환되기까지는 수십 년의 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.