<일본 규슈 지방 가고시마 사쿠라지마 화산 부근의 신도> 1779년 화산 분출로 새롭게 섬이 형성되었다.>
일본 도쿄 인근 이즈반도 남동쪽에 위치한 이즈 오가사와라 해구에서는 해양판 태평양판이 해양판 필리핀판 아래에 섭입하고 있다. 이러한 판의 섭입으로 인해 해구의 서쪽에는 호상 열도의 화산섬과 해산이 형성되어 있다. 그중 도쿄에서 남쪽으로 약 1,000㎞ 거리에 위치한 Nishinoshima 화산(27°N, 141°E)은 2013년부터 2015년까지 화산 활동이 재개되었다. Nishinoshima 화산활동은 40년 전에도 있었고 오래된 화산활동은 0.78Ma(백만년 전)이다. 현재 Nishinoshima 화산은 해발 고도 135m의 화산섬을 형성하고 있으며, 전체 화산체의 높이는 3,000m 이상으로 추정된다. 2021년에는 이즈 오가사와라 해구 화산대의 화산 활동으로 화산 쇄설물이 일본 남부 해안으로 유입되면서 큰 환경 문제가 발생했다.<후쿠오카 노바 해저화산 분출> (도쿄=연합뉴스) 박세진 특파원 = 지난 8월 태평양 필리핀해 해저화산의 분화로 생긴 다량의 경석이 해류를 타고 일본 열도로 밀려나가고… www.yna.co.kr Nishinoshima 화산의 화산암은 0.78Ma의 현무암과 최근 분출한 안산암이다. 특히 안산암은 감람석의 반정을 포함하고 있다. 태평양판이 섭입하는 필리핀판 쪽 쐐기맨틀에는 해양판 기원의 유체와 섭입하는 퇴적암 용융물이 유입된다. 화산암을 구성하는 원소에 관한 연구에 따르면, Nishinoshima 화산에서 분출된 현무암과 안산암은 화학적으로 다른 과정에서 형성되었다고 한다.즉 현무암에서 분별 결정 작용으로 안산암이 형성된 것이 아니라 마그마가 서로 다른 환경에서 형성된 것이다. 해양판의 섭입으로 쐐기맨틀에 유체와 퇴적암 용융물이 유입되면서 현무암질 마그마가 형성되었다. 이후 상부로 상승하여 금운모 해즈버자이트 암석권 맨틀에서 사방휘석과 금운모와 반응하여 Ni 함량은 감소하였고, Cr, Nb, Ta 함량은 증가하였다. 퇴적암 용융물은 La/Sm 값이 높고 Ba/Th와 143Nd/144Nd 값이 낮은 것이 특징이다.이와 달리 안산암은 압력이 1GPa 이내로 낮고 수성분이 풍부한 환경에서 사장석 레아졸라이트 맨틀 물질의 용융에 의해 형성되었다. 이후 안산암질 마그마는 감람석의 분별 결정 작용을 거친 후 안산암질 용암에서 분출되었다.
이러한 해양판의 경계인 섭입대 Nishinoshima 화산에서 현무암질 마그마에서 안산암질 마그마 형성으로의 변화는 필리핀판 쐐기 맨틀 상부 암석권 두께 시간에 따른 변화에 의한 것으로 추정된다. 즉, 섭입대가 성숙되면서 점점 필리핀판의 암석권이 점차 얇아지고, 이로 인해 저압 환경에서 안산암질 마그마가 형성되었다.안산암의 성분은 지구 대륙 지각의 평균 조성과 대체로 비슷하다. 이러한 Nishinoshima 화산의 연구 결과는 지구 형성 초기에 섭입대의 저압 환경에서 형성된 안산암질 마그마에 의해 대륙 지각이 만들어졌을 수 있음을 의미한다.
- – Tamura, Y.et al., 2019, Island Arc, 28, e12285.
