[문화] 해저에 있는 화산들... 어떻게 탐지하는 걸까?


(훙가 통가 화산 폭발 (Credit: Maxar via Getty Images) (훙가 통가의 화산 분출은 통가에 살고 있는 거의 10만 명 주민들에겐 안도적 재난으로 남아있게 될 것이다. Credit: Dana Stephenson//Getty Images)


 

입력 2022.6.8.

BBC 원문 2022.6.8.

 

[시사뷰타임즈20221, 거대한 해저 화산 하나의 폭발이 태평양에 있는 통가섬을 뒤흔들었다. 과학자들은 언제 어디서 다음 화산이 폭발할지를 어떻게 찾아낼까?

 

아래에 그 이야기가 있다.

 

1983년 여름철 동안, 자바 제도와 수마트라 사이에 있는 순다 해협에 있는 칼데라’ -화산 폭발로 화산 꼭대기가 거대하게 패이며 생긴 부분- 하나가 어마어마한 화산재 기둥 및 증기를 하늘로 방출하면서 점점 더 사나워졌다. 826일 그 당시, 해저에 있는 화산 하나가 잔해를 대략 25입방km 내뿜으면서, 부석 (浮石) 화산재가 돌진해 나왔고 펄펄끓는 용암이 인근에 있는 정착촌 전체로 흐른다. 이 화산 분출이 수만 명을 죽였다. 크라카토아는 역사상 가장 치명적인 해저 분출들 중 하나로 남아있게 될 것이다.







 

거의 150년 정도가 흐른 뒤인 2022115, 또 다른 해저 거물이 잠에서 깨어났는데, 이번에는 통가 섬 해안 앞바다이다. 훙가 통가-훙가 하아팔 분출과 그 결과인 대해일은 하지만, 다르다. 화산학자들은 해저 산의 맹렬한 방출을 실시간으로 기록할 수가 있었는데, 그들이 발견한 것은 자신들의 예상을 뒤엎는 것이었다.

 

이 남태평양 국가는 해저 통신 전화선이 이 폭발로 절단되면서 자신들 외의 세상과는 거의 단절이 됐지만, 여러 위성들이 번개 수백 개가 이 화산의 화산재 구름 앞쪽으로 방출되는 모습을 포착했다. 원격 감지기들이 강력한 충격파가 지구 전체에 여러 날 동안 파문을 불러일으키는 것을 기록했다. 어느 화산재 기둥은 전에 볼 수 없었던 높이로 올라가서, 지구 대기의 바깥쪽 부분에 머물고 있었다.

 

훙가 통가 폭발은 통가에 사는 거의 10만 명에게는 인도적 재난으로 남아있으며, 세계에 수수께끼같은 이야기와 주의를 주고 있다. 이 화산 폭발은 과학자들의 해양 밑에 숨어있는 많은 해저화산들이 가하는 위험에 대한 생각을 다시 하게끔 만들었다. 현재 육지나 해양이나 똑같이 보호하기 위해 해저에 있는 바다산들을 찾는 작업이 진행 중이다.

 

점점 더 세련된 탐지 방식으로써, 화산학자들은 초기 경보 체제를 향상시키고, 환경적 영향에 대해 결정을 내리며, 폭발이 가하는 위험을 경감시키고, 생태계 회복에 도움이 되기를 바라고 있다. 다음에 폭발할 해저 화산들이 어느 고셍 숨어있는지 발견하려 노력하고 있는 사람들은 누구일까? 그리고 이들은 다음 화산을 어느 곳에서 찾을까?

 

심해에 있는 화산들은 지상에 있는 것들 보다 위치를 찾아내기가 훨씬 더 어려운 바: 정말이지, 우린 해저 바닥에 대해서 보다 달 표면에 대해 아는게 더 많다. 그러나 훙가 통가의 폭발은 과학 공동체에 충격요법을 쓰면서 기록돼 있지 않은 영역에 대해 더 많은 탐험이 필요함을 강조한 것이었다. 20224, 뉴질랜드의 바다/대기 국립연구소 (Niwa) 는 통가의 극적인 폭발이 있었던 현장으로의 항해를 개시했다. 이들의 해양수송체인 RV 탕가로아는 해저 수천 평방 를 탐사하며 영상 사진 및 물리적 표본들을 모았는데, 현재 이것들로 이 땅에 대한 연구를 되짚어 하고 있는 중이다


이 지역이 지진학적으로 너무도 활동적임을 감안할 때, 니와는 훙가 통가의 극적인 영향을 조사하기에는 독특한 위치에 있다. 니와의 수석 해양 과학자 마잌 윌리엄스는 우린 항해를 시작하기 전에, 통가의 본토에서 밖으로 나갔었던 소형 배들에게서 들은 입증되지 않은 정보만 있었다.”고 했다. 해저 화산들은 종종 자신들의 무게 때문에 무너진다. 해수가 마그마와 혼합되면 폭발적인 붕괴를 낳을 수 있는데, 그 다음 차례로 대해일을 생성시킬 수도 있다 (그리고 지상에서는 유독한 증기를 만들어 낸다). 윌리엄스는 고리가 끼워져 있는 케잌 굽는 틀이, 이 틀 바깥쪽에서 한쪽이 폭발했다고 상상해 보라라고 설명한다.

 

통가로아에 탑승한 연구원들은 몇 가지 즉각적인 목표가 있었던 바: 현장의 지도를 그리고, 화산작용으로 만들어진 매장층을 수거하여 폭발의 화학성분과 지질 이해를 돕고, 둘러싸고 있는 해저 바닥에 미친 카레라 영향을 조사하는 것 등이었다. 노장 화산학자이자 니와 행해의 대표인 케빈 맥케이는 우린 새벽에 화산에 도착하여, 삐죽삐죽한 산봉우리 두 개 너머로 해가 뜨며 불과 파멸과 맹렬함을 뿜어 내는 것을 보았다.” 고 했다.

 

일단 배가 훙가 통가 칼데라 외곽에 다다르자, 원격으로 작동되던 심해 인양 도구 체제 (DTIS) 가 바다속 산 옆구리로 갔다. 그 곳에는 사람이 없는 배가, 마치 날개가 달린 어뢰처럼, 해저 바닥을 향에 강하해 있었는데, 우리 조사진이 영상을 찍고 표본을 채취하게 해 주었다. 맥케이는 좀 무서웠다.” 고 하면서 소규모 폭발 위험이 우리 강철로 만든 배 아래에 지속적으로 있다는 것은, 우리가 어느 순간에라도 눈 깜짝할 사이에 침몰할 수 있다는 얘기였다.” 고 했다.


연구진이 새로운 수단을 시험 배치한 결과 다른 화산 연기 기둥의 냄새를 맡게 해주었고 또 훙가 통가 구조물에 일어나는 여러 변화 사항을 기록할 수 있게 됐는데, 이 기록은 차라리 극적이라 할 만한 것으로 판명됐다.

 

폭발이 있기 전, 칼데라는 높이가 약 120m였다. 현재 깊이는 1km이다.” 라고 맥케이는 말하면서 추가적으로, 우린 최소 60km 떨어진 곳에서 화산쇄설암의 흐름 -격동적이고, 해저 바닥을 끼고 흘러온 격동적이고, 밀도가 진하며, 맹렬한 작은 시내 같은 흐름-을 발견했는데, 어떤 각도에서 보더라도 빛을 방출하고 있었다.” 고 했다.

 

니와의 행해는 통가 분출 해저 지도 그리기 특별계획의 일환이었고 1962년부터 해저 연구를 도와 온 일본에 본사를 둔 니뽄 재단의 기금을 바탕으로한 노력이기도 했다. 이 프로그램은 또한 2030년까지 세계 해양의 바닥 지도를 그리는 것을 목표로 하는 기구인 일반적 해양 수심도 (Gebco) 의 지원도 받는다. 니와가 적극적으로 해저 화산들을 관찰하지 않는 반면, 이 기구에는 해산들 -이들 중 대부분은 사화산- 의 조사를 향헤 장비를 갖춘 적극적인 연구 프로그램이 있다


해저 화산 폭발 사건이 문서화 돼 기록된 것은 몇 건 되지도 않는 바대개는 바닷물 몇 마일 아래에 숨겨져 있기 때문이다하지만과학자들이 관찰해 온 것들은 우리들에게 미래의 재난에 대한 정보를 제공해 줄 수도 있다. 2018예를 들어프랑스 마요트 섬 앞다다의 해저 폭발은 거대한 해산 (바닷 속 산을 낳으면서이 지역에서의 지진 활동 수준이 높다는 것을 드러내 주었다마요트는 현재 지속적으로 관찰 대상이며레보시마 과학자들 한 무리가 이 섬의 활동상황을 정기적으로 증보시키는데레보시마는 용암의 흐름해수 온도 그리고 선성도는 물론이고 지진의 활동 상황 등의 화산으로 인한 위험들을 지켜보는 과학자들로 조직돼 있는 매체이다.

 

리보시마가 기울이는 것과 같은 노력들은 현재 진행 중인 화산 폭발에 있어서 특히나 중요하지만비용이 각별하게 많이 든다선박이 순항하며 작업하는 것은 하루에 최대 5만 유러 (43,500 파운드; 54,375달러한화 오늘 환율 1,256.58이므로 우리 돈으로는 68326537가 든다현지 자료 수집을 위해 화산 이 있는 곳 인근에 전선을 확보해 놓으려면 수백만 달러가 들 수 있다기반시설을 마련하려면 기금을 모아 설립하는데 몇 년이 걸린다.

 

그러나 연구는 매우 중요한 바활화산들이 우리들에게 가하는 제반 위험을 알아낼 수 있도록 하기 위해서 뿐만 아니라이러한 화산들의 환경적 영향에 대해서 더 낫게 이해를 할 수 있도록 하기 위해서도 그러하다.

 

이러한 자연적 현상이 발생하는 방식은 우리들에게 생태계들이 어떻게 회복되는 지에 대해 말해 줄 수 있는 바화산 폭발이 있으면 채굴해양 저인망 어로 작업어로작업 그리고 기타 추출 작업들과 같은 인간들의 법석과 같은 비슷한 파괴 유형이 이어지는 경향이 있기 때문이다화산의 영향으로예를 들면해저 바닥을 다 휘저어 놓거나 아니면 침전물로 해저 바닥을 덮음으로써 많은 잠수함들이 피해를 입을 수 있다.

 

파리 에콜 노르말 쉬페리외르에 있는 지리학 실험실의 심해 측심학 연구원 하비에르 에스카르틴은 화산이 위험한 것이기 때문에사람들은 여러 화산에 관심을 갖는다.” 고 하면서 일반적으로 심해 화산들은 많은 위험을 가하지는 않고더욱 위험한 것은 바다 표면 또는 바다 표면 위로 나타나는 화산들이다” 라고 말한다지구에는 잠정적인 활화산 대략 1,500개 -이중 약 500개 정도는 기록된 시각에 폭발가 점점이 늘어서 있지만해약 바닥에 있는 계속적인 화산 띠에 해당되지는 않고이런 화산들 중에는 알려지지 앟은 것도 수백 개다이들 중 많은 수는 태평양 가장자리를 따라 위치해 있는데이곳이 소위 불의 고리 (Ring of Fire) 라고 불리는 곳이며 태평양을 둘러싸고 있다가장 위험스러운 것은 인간들이 거주하고 있는 화산섬들이다.

 

에스카르틴은 지중해나 허와이 (하와이)에서 통가 규모 정도의 목발이 있아고 상상해 보시라” 면서 죽음과 파괴경제와 대중교통 체제에 미치는 피해... 등이 있지만물론 우린 화산들이 어디있는지를 모르면 그 화산들을 연구할 수도 없다.” 고 했다.


화산학자들은 아직 발견되지도 않은 해저 화산들, 특히 심해 측심학 자료가 상대적으로 희박한 상태임에도, 어떻게 찾는 것일까? 수중 음향학적 관찰이 한 가지 답이다. 화산 하나가 해저에서 폭발하면, 음향 에너지를 만들어 내는 바: 섭씨 1,200도나 되도록 뜨거운 용암이 인근에 있는 형하의 해수와 서로 상호작용을 하게되면, 해수는 폭발 소리 -날카로운 균열음 및 천둥 소리같은 쾅하는 소리에서부터 느리게 으르렁거리는 소리에 이르기까지- 가 나게 하면서 증발한다. 지진 에너지는 해저 바닥 바닷물이 있는 곳에서 음향 에너지로 변환되는데, 해저의 진동음들에 귀기울이고 있는 사람들에게는 좀 딱 좋은 지역이다.


 

수심이 대략 1,000m인 곳에서는, 압력, 온도 그리고 염도 등의 결합체가 물을 통한 소리의 이동을 둔화시키면서, 소리 전달을 용이하게 한다. 이 지역은 음속 최소층 (SOFAR: Sound Fixing and Ranging Channel) 이라고 알려져 있으며, 고래들이 똑같은 음향학 경로를 서로 의사소통을 위해 이용한다. 수중 청음기 (또는 해저 마이크) 들은 SOFAR 층을 끼고 있는 지진 에너지의 변환이 만들어 내는 음파에서 음향학적 신호를 탐지할 수 있다. 이 음향학적 자료들이 용암이 흐를 위치에 대한 단서를 제공하는데, 이는 화산 폭발이 임박해 있거나 진행 중이라는 잠재적 경고이다.

 

연구원들은 화산섬들의 붕괴를 그 섬들의 지리학적 역사의 일부로 이해하며, 일부는 섬들의 옆면들을 잃으며 해양 속으로 무너져 내리면서 산사태, 지진 및 중대한 대해일을 일으킬 것이라고 예상한다. 이스카틴은 역사적으로 기록돼 있는 그러한 중대한 사태가 없긴 하지만, 이에 따른 여러 결말은 대재앙 수준일 수 있다.” 고 말한다. 한편, 지질학자들 및 화산학자들은 자신들이 이용 가능한 범죄 현장들에서 해저 탐지 작업을 계속하고 있다.

 

미국 북서부 해안 앞바다에 있는 활화산이자 가장 활동적인 해저 화산으로 알려져 있는 축을 이루는 해산을 생각해 보시라. 1998, 2011년 그리고 2015년의 폭발이 기록돼 있고, 이 해산은 세계에서 가장 속속들이 탐사된 화산이기도 하다. 바닥 압력 기록계들은 이 축을 이루는 해산이 서서히 재팽창하고 있음을 보여주는 반면, 원격 작동되는 수중차량들은 새로운 용암의 흐름을 발견했는데, 아주 멀지 않은 미래에 또 다른 폭발이 일어날 수 있음을 시사하고 있다.

 

미국은 화산재난지원 프로그램을 계속 유지해 오고 있는데, 이 프로그램에는 여러 지지학자들 및 화산학자들 그리고 기타 화산 위험 평가에 데한 모든 측면의 전문가들이 포함돼 있으면서, 화산 관찰 및 화산 비상 대응을 하고 있다. 많은 정부들은도 유사한 연구진들을 현재 두고 있다. 비전문적이며 화산 사냥꾼들이 되고자 하는 사람들은 여러 영화들 -과학자들이 현실적으로 용암이 부글거리는 곳 전역으로 실제 가볼 수는 없음이 판명된- 속에 묘사된 여러 폭발 상황에 대해 저주묻는질문들 (FAQ) 을 비롯하여 미국 정부가 배포하는 편리한 안내책자에서 자문을 구할 수 있다. 그러나 해저화산이 생성시킨 대해일들에 대한 안내지침들은 아직도 집필되고 있는 중이다.

 

맥케이는 훙가 통가는 전례없는 형태로 폭발했다.” 고 하면서 그리고 바로 그 점이 우리를 혼돈에 빠뜨렸던 바: 이 화산은 교과서에 적혀있는대로 행동하지 않았다.” 고 했다. 통가에서의 폭발은 대형 화산보다 더욱 폭발적이었지만, 그 대신 화산 자체가 산산이 흩어진 것이 아니라, 화산은 말짱한 채로 남아있었기에 이러한 폭발 사태를 일으킬 수 있는 기본틀이 무엇인지에 대해 자신의 설들을 다시 검토하게 만들었다. 아직도 더욱 당황스럽게 만드는 것은 훙가 통가의 에너지가 해저 바닥 전체의 바깥녹으로가 아니라 순전히 수직적인 형태로 분산됐다는 사실이다. “이렇게 산탄총을 쏘듯 하늘로 폭발한 것은 특이한 것. 이라고 맥케이는 말한다.

 

훙가 통가의 대규모 폭발은 해양의 파도들만 생성시킨 것이 아니라, 음파와 대기 파, 바깥쪽으로 방사됐던 진동파도 생산했다. 이러한 파동들은 대기속 100km 아상에 이르르면서 항공사 여객기의 두 배 정도의 속도로 바깥쪽으로 날아갔다. 더욱 비통상적인 것은 이 파동들이 전통적인 쇠퇴 유형을 따르지 않았었다는 것이다.” 라고 윌리엄스는 말하면서 더 많은 에너지를 갖고 기록된 것들 이상의 파동을 창출했고 심지어 남극의 로스 빙붕 (氷棚) -남극 Ross 남부를 막고 있는 빙붕- 만큼 빨랐다.” 고 했다.

 

연구원들은 여전히 그 어느 미터법 척도로 상상해도 금세기에 가장 파괴정긴 폴발 중 하나를 만들어 낸 일련의 사태에 대해 조각을 함께 맞춰보려고 노력하고 이있는 중이다. 훙가 통가 폭발은 TNT 1,100만 톤과 맞먹는 에너지 -화산재 폭발, 이 섬을 실질적으로 다 덮어버리며 질식시켰던 성난 바닷물 등- 를 풀어놓은 것이라고 추산됐다.


이 폭발은 현지의 사회기반시설을 어지럽힌 것에 그치지 않고, 물 공급을 오염시키고 도로를 절난 냈고; 지구 전체에 파문 효과를 미쳤다. 지구에는 셀 수도 없는 해저 화산들이 점점이 놓여있으며, 이런 화산들 중 그 어느 것 하나라도 알림장도 없이 자신의 분노를 풀어놓을 수 있다. 훙가 통가를 연구함으로써, 우린 이러한 다른 해저 시한폭탄들이 째깍째깍 시시각각 다가왔을 때 어떤 보호 조치를 취해야 하는지에 대해 더욱 배울 수 있다.



The detectives hunting for underwater volcanoes

 

Hunga Tonga explosion from above (Credit: Maxar via Getty Images)

 

By Adrienne Bernhard

 

8th June 2022

 

In January 2022, a giant undersea volcano explosion rocked Tonga in the Pacific. How do scientists find where and when the next one will blow?

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During the summer of 1883, a caldera in the Sunda Strait, located between the islands of Java and Sumatra, became increasingly turbulent, releasing huge plumes of ash and steam into the sky. Then, on 26 August, an underwater volcano ejected approximately 25 km3 (six cubic miles) of debris, hurtling pumice ash and boiling lava flows across nearby settlements. The eruption killed tens of thousands of people. Krakatoa remains one of the most deadly underwater eruptions in history.

 

Nearly a century and a half later, on 15 January 2022, another underwater giant awoke from its slumber, this time off the shores of Tonga. The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption and resulting tsunami were different, however. Volcanologists were able to document the undereater mountain’s violent release in real time, and what they found confounded their expectations.

 

The South Pacific nation was all but cut off from the rest of the world after an undersea communications cable was severed by the explosion, but satellites captured hundreds of lightning discharges issuing forth from the volcano’s ash clouds. Remote sensors recorded powerful shock waves reverberating across the globe for days. A column of ash rose to never before seen heights, lingering in the outer reaches of the planet’s atmosphere.

 

The Hunga Tonga eruption remains a humanitarian disaster for the nearly 100,000 people who live in Tonga – and an unfolding tale of mystery and caution for the world. It prompted scientists to rethink their ideas on the hazards posed by the many submarine volcanoes lurking beneath the oceans. Now, the hunt is on to find these underwater seamounts in order to protect land and ocean alike.

 

With increasingly sophisticated methods of detection, volcanologists hope to improve early warning systems, determine environmental impact, mitigate hazards posed by eruptions, and aid in ecosystem recovery. Who are the people trying to find where the next underwater volcano is hiding? And where do they look next?

 

Volcanos in the deep sea are much more difficult to locate than those at ground level; indeed, we know more about the surface of the Moon than we do about the ocean floor. But Hunga Tonga’s eruption has galvanised the scientific community and underscored the need for further exploration of this uncharted realm. In April 2022, New Zealand’s National Institute of Water and Atmospheric Research (Niwa) launched an ocean voyage to the site Tonga’s dramatic eruption. Their vessel, the RV Tangaroa, surveyed thousands of square kilometers of the seafloor and collected video images and physical samples, which are now being studied back on land. 

 

Volcanologists hope to improve early warning systems, and mitigate the environmental and economic damage caused by eruptions (Credit: Shinobu Maeda/EyeEm/Getty Images)

 

Given that the region is so seismically active, Niwa is in a unique position to investigate Hunga Tonga’s dramatic impact. “Before our voyage, we had only anecdotal information from the small boats that had gone out from Tonga’s mainland,” says Mike Williams, chief scientist of oceans at Niwa. Underwater volcanos often fall under their own weight. When seawater mixes with magma, this can lead to an explosive collapse, which in turn may generate a tsunami (and create noxious vapours on land). “Imagine a ringed cake tin, and one side has exploded outside of the tin,” explains Williams.

 

Researchers aboard the Tangaroa had a few immediate goals: map the site, retrieve volcanic deposits to help understand the chemistry and geology of the eruption, and examine the caldera’s impact on the surrounding seabed. “We arrived at the volcano at dawn, and saw the sun rise over two jagged peaks oozing fire and doom and violence,” says Kevin Mackay, veteran volcanologist and leader of Niwa’s voyage.

 

Once the vessel reached the outer caldera of Hunga Tonga, a remotely operated Deep Towed Instrument System (DTIS) traveled to the seamount’s flanks. There, the unmanned vessel glided down toward the seafloor like a torpedo with wings, allowing the team to record video footage and take samples. “It was a bit scary,” says Mackay. “The constant risk of a minor eruption under our steel boat meant we could, at any moment, sink in the blink of an eye.” 

 

Few submarine eruptions have been documented because they are usually hidden beneath miles of ocean water

 

The team’s trial deployment of this new instrumentation allowed them to sniff out other volcanic plumes and to document changes to Hunga Tonga’s structure, which turned out to be rather dramatic.

 

“Before the eruption, the caldera was about 120m (396ft) high. Now it’s a kilometer deep,” says Mackay. “Additionally, we found pyroclastic flows – turbulent, dense, violent rivulets that have flowed along the seafloor – at least 60km (37 miles) away, radiating from all angles.”

 

Niwa’s voyage was part of the Tonga Eruption Seabed Mapping Project, an endeavour funded by the Nippon Foundation, a non-profit based in Japan which has helped underwater research since 1962. The programme is also supported by the General Bathymetric Chart of the Oceans (Gebco), an organisation aiming to map the world’s ocean floor by 2030. While Niwa doesn’t actively monitor submarine volcanos, the organisation has an active research programme geared toward investigating seamounts, many of which are extinct volcanoes.

 

Hunga Tonga's eruption remains a humanitarian disaster for the nearly 100,000 people who live in Tonga (Credit: Dana Stephenson//Getty Images)

 

Few submarine eruptions have been documented because they are usually hidden beneath miles of ocean water. Those that scientists have observed, however, may give us clues to future disasters. In 2018, for example, an underwater eruption off France’s Mayotte Island gave rise to a colossal new seamount, revealing a high level of seismicity in the region. Mayotte is now continuously monitored, its activity regularly updated by a group of scientists on Revosima, a coordinated platform which watches over volcanic hazards such as magma flow, water temperature and acidity, as well as seismicity.

 

Efforts like Revosima are particularly critical for ongoing eruptions, but they are extraordinarily expensive. Ship cruise time and operations can cost up to 50,000 day (£43,500). Securing a cable near a volcanic site (which allows for local data collection) can cost millions. Infrastructure takes years to fund and establish.

 

But the research is critical – not just so that we can ascertain the dangers posed to us by active volcanoes, but also so that we can develop a better understanding of their environmental impact.

 

People are interested in volcanoes because they are a risk – Javier Escartin

 

The way that these natural phenomena occur can tell us about how ecosystems recover, since volcanic eruptions tend to follow similar patterns of destruction as human disturbances such as mining, ocean trawling, fishing and other extractive operations. Much of a submarine volcano’s impact may be from the stirring up of the seabed or the blanketing by sediment, for example.

 

“People are interested in volcanoes because they are a risk,” says Javier Escartin, bathymetric researcher at the Laboratoire de Géologie at the Ecole Normale Supérieure in Paris. “In general, deep volcanoes do not pose much danger; more dangerous are those near the sea surface or that emerge above it.” Approximately 1,500 potentially active volcanoes dot the globe (about 500 of which have erupted in recorded time), but those do not account for the continuous belt of volcanoes on the ocean floor – of which there are untold hundreds. Many of these are likely located along the Pacific Rim, in the so-called Ring of Fire which circles the Pacific Ocean. Most dangerous are volcanic islands where humans reside.

 

“Imagine an explosion the scale of Tonga in the Mediterranean or Hawaii,” says Escartin. “The death and destruction, the damage to the economy and transportation systems… but of course we can’t study the volcanoes if we don’t know where they are." 

 

The RV Tangaroa has surveyed thousands of square kilometres of the seafloor near New Zealand on recent missions (Credit: Marty Melville/AFP/Getty Images)

 

How do volcanologists search for these as yet undiscovered submarine volcanoes, especially when bathymetric data is relatively sparse? Hydroacoustic monitoring is one answer. When a volcano erupts underwater, it produces acoustic energy: when lava as hot as 1,200C (2,192F) interacts with near-freezing seawater, it vaporises, causing an explosion of sound – from sharp cracks and thunderous booms to slow rumbles. Seismic energy is converted to underwater acoustic energy at the seafloor-water boundary, a kind of Goldilocks zone for those listening for underwater vibrations. 

 

At depths of approximately 1,000m (3,300ft), pressure, temperature and salinity combine to slow the movement of sound through water, facilitating its transmission. This zone is known as the Sound Fixing and Ranging (Sofar) Channel (whales use this same acoustic channel to communicate with one another underwater). Hydrophones, or underwater microphones, can detect the acoustic signal from sound waves produced by a conversion of seismic energy along the Sofar channel. This acoustic data gives clues to the emplacement of lava flows, a potential warning of impending or ongoing eruptions.

 

This shotgun blast into the sky was unique – Kevin Mackay

 

Researchers understand the collapse of volcanic islands as part of their geological history, and some expect the flanks to give away and collapse into the ocean, resulting in landslides, earthquakes and major tsunamis. “Though we have not had one such major event in recorded history, consequences could be catastrophic,” says Escartin. In the meantime, geologists and volcanologists continue their underwater detective work with the “crime scenes” available to them.

 

Consider Axial Seamount, an active volcano off the Pacific Northwest coast of the United States, and the most active underwater volcano known. With documented eruptions in 1998, 2011, and 2015, it is also the most heavily surveyed underwater volcano in the world. Bottom pressure recorders show that Axial is slowly reflating, while remote operated vehicles have discovered new lava flows, suggesting another eruption could happen in the not-too-distant future.

 

The United States maintains a Volcano Disaster Assistance Program, which includes geologists, volcanologists and other experts in all aspects of volcano hazard assessment, monitoring and volcano-emergency response. Many governments have similar teams in place. Would-be amateur volcano hunters can consult the USG’s handy guide to volcanoes, including a FAQ about eruptions portrayed in movies (turns out scientists can’t actually drive across bubbling lava in real life). But the guidelines for underwater volcano-generated tsunamis are still being written.

 

Few submarine eruptions have been documented because they are hidden beneath the water, making detection difficult (Credit: Mary Lyn Fonua/AFP/Getty Images)

 

“Hunga Tonga erupted out of type,” says Mackay, “and that’s what’s confused us: this volcano didn’t behave the way textbooks say it should.” The eruption in Tonga was more explosive than a super volcano, but instead of blowing apart, the volcano remained intact, prompting volcanologists to reassess their theories about what mechanism might have caused such violence. More puzzling still was the fact that Hunga Tonga’s energy dispersed in a sheer vertical pattern rather than outward across the seafloor. “This shotgun blast into the sky was unique,” says Mackay.

 

Hunga Tonga’s massive explosion not only generated ocean waves, it also produced sound waves and atmospheric waves, oscillations which radiated outward. These waves reached more than 100km (60 miles) into the atmosphere and traveled outwards at a speed approximately twice as fast as a jet liner. Even more unusual, “the waves didn’t follow the traditional pattern of decay”, says Williams. “They seemed to hold more energy and create a wave that was well recorded, even as far as the Ross Ice Shelf in Antarctica.”

 

Researchers are still trying to piece together the series of events that created, by any metric imaginable, one of the most devastating eruptions of the century. Hunga Tonga’s explosion was estimated to have unleashed the energy equivalent of 10 million tons of TNT, a paroxysm of ash and angry seawater that practically smothered the island.

 

The eruption not only disrupted local infrastructure, polluting water supplies and cutting off roadways; it had ripple effects across the globe. Earth is dotted with countless other submarine volcanos, any one of which could unleash its fury without notice. By studying Hunga Tonga, we can learn more about what protective measures to take when it comes to these other underwater time bombs, ticking away.

 

[기사/사진: BBC]


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  • 죽기전에 꼭 가봐야 할 명소 1001
  • [책 표지 모습-마로니에 북스 제공]   시사뷰타임즈는, ‘죽기전에 가 봐야 할 명소 1001’에 목차상 분류된 것을 올렸지만, 이렇게 ‘유명한’곳이 아니어도 우리가 가 볼만한 곳은 많다고 생각합니다.   흔히, 여행사진을 잘못 찍으면 단순하고 딱딱합니다. 그래서, 이 점을 생각하여 본지에서는 좀더 생동감있게 현장을 사진에 담으려고 노력을 합니다. 개중에는 덜 잘 나온 사진도 있지만, 더욱 더 노력을 할 것입니다.   아울러, 외신에서 소개하는, 우리가 생각도 하지 못했던 절경 및 유네스코 세계 유산 목록 상에 있는 것들도 틈틈이 소개해 드릴 작정빕니다.   독자 여러분들의 여행에 다소나마 도움이 되길 바랍니다.   [이하:저자 최정규 분류] 목차PART 1 _ 서울권 ■ 서울특별시 경복궁 삼청동 거리 인사동 …

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    • 15-03-09
    • 18697
  • 지중해... 해저에 숨어 있는 외계 세계
  •     [BBC 제공 영상으로 보기]입력 2022.7.24.BBC 원문 2022.6.7.   [시사뷰타임즈] 깊은 바다 속은 우주와 같으며 미지의 세계라는 말들을 한다. 여러 명이 ‘해저 탐험’ 을 하여 발견한 것도 발견한 그 지점에 대한 부분적인 앎일 따름이다. 그래서. 바다에 대해서는 우리가 아는 것은 극히 일부분이고 그 나머지는 다 모른다고 한다. 미세 플라스틱을 포함하여 각종 플라스틱이 바다를 뒤덮고 있고 바다 물을 오염시켜 놓은 현재, 이제 “바다는 죽었다” 는 말들을 하지만, 깊고 깊은 심해로 들어가 보면. 죽은 것이 아니라 또 다른 세계가 펼쳐지고 있음을 이 글에선 시사한다.     -영상에서-     로렌트 밸리스타, 해양생물학자/해저 사진작가: “난 이해한다. 볼 수 없는 어떤 것에 신경 쓰거나 심지어 즐기기란 아려운 일이다. …

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    • 22-07-24
    • 153
  • 아즈텍 문명이 정복할 수 없었던 제국
  • 친춘찬의 바카타스들은 독특하게도 둥글며 화산암으로 만들어져 있는데, 아마도 가장 잘 보전돼 있는 푸르헤페차 T 사람들의 유적일 것이다. (Credit:Brian Overcast / Alamy Stock Photo)  글: 스테훠니 멘데즈 입력 2022.7.17.BBC 원문 2022.7.12. [시사뷰타임즈] ‘푸르헤페차’ 사람들은 아즈텍 인들이 정복에 실패한 멕시코에 의 유일한 토속 집단들 중 하나였지만, 그러한 공적에도 불구하고, 이 부족들은 역사에서 거의 사라질 뻔했다. 우리가 피러밋 (피라미드) 들을 눈여겨보고 있자, 우리 삼촌은 “이건 우리 부족민들의 유산이다.” 라고 했다. 우린 이집트에 있었던 것이 아니라, 멕시코 남서부의 미초아칸 주에 있는 친춘찬이라는 마을에 있었다. 우리 앞에 희미하게 나타나고 있는 피러밋-또는…

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    • 22-07-17
    • 122
  • 해저에 있는 화산들... 어떻게 탐지하는 걸까?
  • (좌) 훙가 통가 화산 폭발 (Credit: Maxar via Getty Images) (우) 훙가 통가의 화산 분출은 통가에 살고 있는 거의 10만 명 주민들에겐 안도적 재난으로 남아있게 될 것이다. Credit: Dana Stephenson//Getty Images) 입력 2022.6.8.BBC 원문 2022.6.8. [시사뷰타임즈] 2022년1월, 거대한 해저 화산 하나의 폭발이 태평양에 있는 통가섬을 뒤흔들었다. 과학자들은 언제 어디서 다음 화산이 폭발할지를 어떻게 찾아낼까?   아래에 그 이야기가 있다.   1983년 여름철 동안, 자바 제도와 수마트라 사이에 있는 순다 해협에 있는 ‘칼데라’ -화산 폭발로 화산 꼭대기가 거대하게 패이며 생긴 부분- 하나가 어마어마한 화산재 기둥 및 증기를 하늘로 방출하면서 점점 더 사나워졌다. 8월26일 그 당시, 해저에 있는 화산 하나가 잔해를 대략 25입방km 내…

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    • 22-06-08
    • 404
  • ‘남미의 고대’ 로 가는... 알려져 있지 않은 길
  • Image credit: Catherine Balston     글: 캐서린 발스턴   입력 2022.5.25BBC 원문 2022.5.16.     태평양과 대서양을 이어주며 토착인들이 1천년에 걸쳐 만들어 놓은 길이 4,000km인 오솔길은 자체의 수수께끼를 세계에 드러내는 시발점이다.     [시사뷰타임즈] 내가 패아비루의 나른한 마을에서 걸아나갔을 때 너무 익은 별모양의 과일들과 구아바 (과육이 분홍색인 열대 식물) 등이 내 신발 밑창에 들러붙어 달콤하면서도 소요를 일으키는 혼란이 있었다. 나는 패러과이 (파라구아이) 국경에서 멀지 않은 브러질 (브라질) 의 파라나 주를 카민호 데 페아비루 유적 -대서양과 태평양을 이어주며 남미 원주민들이 1천년에 걸쳐 만들어 놓은 오솔길 연결망- 을 찾아 돌아다니고 있었다.   카민호 데 페아비루는 신화적인 낙원을 찾는 구…

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    • 22-05-25
    • 218
  • 고대 어로 (漁撈) 방식을 그대로 준수하고 있는 몰딥 사람들
  •     입력 2022.5.15.BBC 원문 5시간 전   [시사뷰타임즈] 몰딥 (韓 몰디브) 공화국 (수도; 말레; 인도양의 영연방 내의 공화국) 의 외침   여행을 예약하거나 어디로 떠나기에 앞서, 부디 그 나라 정부의 충고를 조회해 보기 바랍니다.   ‘줄 달린 장대’ 낚시는 몰딥 공화국에서 합법적인 낚시 관행 12가지 정도 밖에 안되는 것들 중 한 가지다. 국제 장대 및 줄 낚시 재단 (IPNLF) 과학부장인 M. 쉬함 아담 박사는 “우린 한 번에 물고기 한 마리만 잡으며, 표적으로 삼은 종만 잡는다.” 고 설명하면서 “참치를 잡는 4가지 주요 방식들 -대형 건착망 (어망 위에 부표를 띄우고 수직으로 그물을 내리는 어망), 긴 낚시줄 (원양어업의 긴 낚시줄), 자망 (刺網: 물고기가 다니는 길목에 놓는 그물) 그리고 장대에 줄을 하나 단 것 등 4가지- 중, 장대와 …

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    • 22-05-15
    • 114
  • 볼리비아: 세계에서 가장 위험스런 도로
  • [위 좌로부터] (Image credit: Harald von Radebrecht/Alamy) 이 통로는 패러과이 1930년대 전쟁 포로들을 시켜 라 파즈와 융가스 및 어매전을 연결시키기 위해 건설한 것이다. (Credit: Streetflash/Getty Images) [아래 좌로부터] 이 국도의 많은 부분들은 폭이 고작 3m이기 때문에, 앞에서 다가오는 차량과 헤쳐 나가기가 까다롭다. (Credit: James Brunker/Alamy) 64km인 죽음의 도로를 자전거로 타고 가는 것이 최근 몇 년 사이에 으스스한 죽음의 매력 명소로 관광객을 끌어들이는 것이 됐다. (Credit: Filrom/Getty Images)    입력 2022.5.3.BBC 원문 2022.5.3.     볼리비아의 악명높은 “죽음의 도로” 를 운전하여 내려가다 보면 소식통 두 명이 매혹, 오해 그리고 논란 등을 수 세기 동안 유발시켜 온 세상으로 여행객들을 데리고 들어가는 바: 코카와 금이 그것이다   기사는 아…

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    • 22-05-03
    • 148
  • 캐나다 북극: 거의 항상 얼음낀 수수께끼 분화구 호수
  • 퀘벡 주 핑구알루잇 분화구 항공촬영 전경 mage credit: Stocktrek Images/Getty Images 140만 년전에 형성된 이 유성 분화구는 직경이 무려 3.5km이며 1년에 6주~8주를 빼고는 항상 얼음이 끼어있다. Credit: Phoebe Smith   글: 휘비 스미스   입력 2022.4.10.BBC 원문 2022.4.4.     이누엣 족에게는 “수정같은 눈” 으로 알려져 있는 핑구알루잇 분화구는 한때, 금강석 (다이어먼드) 을 찾는 탐광자들의 목적지였다. 그러나 진짜 보물은 이 호수의 깊은 물이 말해주는 이야기들이다.     [시사뷰타임즈] 비행기는 오른 쪽으로 심하게 기울어진 채로 날았다. 우리가 처음 활주로 -활주로라기 보다 차라리 울퉁불퉁한 땅이 북극 통토 지역에 짧게 쭉 뻥어있는 것이지만 활주로 역할을 하고 있는- 에서 천천히 나아갈 때, 경보음이 울렸고, 비상 출구 위쪽에 …

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    • 22-04-10
    • 277
  • 뉴질랜드, 호수 속에 있는 보석같은 비밀 호수
  • (Image credit: Briar Jensen)     글: 브라이어 젠센   입력 2022.3.22.BBC 원문 2022.3.9.   [시사뷰타임즈] 뉴질랜드 남부 섬에 있는 한 조그만 호수는 해충 없는 보호구역이며 재건이라는 수확물을 거두고 있는 고립된 섬의 최상의 보물 같은 존재다.   산속에 있는 얼음처룸 푸른 조그만 빙하 호수에서부터 증기가 피어오르고 산성인 화산으로 인한 웅덩이들까지 호수들이 중심 무대를 차지하고 있는 나라인 뉴질랜드에 비밀 호수 하나가 있다는 것은 믿기가 어렵다. 더더욱 놀라운 것은, 거의 알려지지 않은 이 호수가, 관광객 수천 명이 물가에 있는 버드나무 하나 사진을 떼지어 몰려가서 찍는 이 나라에서 가장 유명한 호수들 중 하나에 있는 섬에, 앞에 가린 것이 없이 잘 보이는 곳에 있다는 사실이다. 그러나 뉴질랜드 인 대부분은 아레쑤…

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    • 22-03-13
    • 1010
  • 경탄스러운 관광 명소, 공공기물파손자들이 외관 훼손
  • 자료사진: 씨썰리의 상징적인 스칼라 데이 투르치 절벽 © Global Look Press / Alexander Poeschel     입력 2022.1.10.RT 원문 2022.1.10.     씨썰리 (시실리아) 의 상징적인 스칼라 데이 투르치 (Stair of the Turks: 터키인들의 계단) 절벽에 붉은 염료가 발라져 있다.     [시사뷰타임즈] 씨썰리 (시실리아) 의 인기있는 관광지 -스칼라 데이 투르치의 흰색 절벽- 가 붉은 색 염료로 이 절벽을 덮어 놓은 알려지지 않은 공공기물 파손자들이 외관을 훼손해 놓자 이틀리 (이탈리아) 경찰이 수사에 착수했다.   스칼라 데이 투르치 -또는 터키인들의 계단- 씨썰리에서 가장 인기있는 관광 명소들 중 하나이며, 자국 및 해외 관광객들이 찾아 온다. 이곳은 또한 작고한 이틀리의 작가 안드레아 카밀레리 ‘검사관 몬탈바노’ 에 대한 일련의 책 및 같…

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    • 22-01-10
    • 831
  • 중국 최장 해저 굴길 고속도로 개장
  • 길이 10.79km 타이후 호수 새저 굴길 천장에 설치된 LED 전경 FeatureChina/AP      입력 2022.1.9.RT 원문 2022.1.9.   [시사뷰타임즈] 이 굴길은 2021.12.30. 대중들에게 공개된 43.9km 길이의 장조우-욱시 고속도로의 일부이다. 이 굴길은 샹하이와 쟝수 현의 주도인 난징 사이를 오가는 여행객들에겐 대안으로서의 도시 고속화 도로를 제공한다.   수조우, 욱시 그리고 창조우 등의 도시 고속화 도로를 연결하면서, 이 굴길 고속도로는 타이후 호수 인근에 있는 여러 도시들의 교통 체증 압박을 경감시키기 위헤 지어진 것이지만 동시에 양쯔강 삼각형 지역에 있는 여러 도시들의 경제적 발전을 촉진시키기 위한 것이기도 하다.   그렇다면, 타이후 굴길은 지구촌의 비등한 것들과 어느 정도나 맞상대 할만한 것일까? 현재 사용되고 있는 세계 최…

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    • 22-01-09
    • 357
  • 오셔닉스: 한국, 홍수 대비 ‘떠있는 도시’ 계획 승인
  • 해안가의 대도시 인근, 고요하고 비바람 걱정없는 곳에 자리잡은 오셔닉스 시는 바다 위에서의 인간 삶에서 적응 가능하고, 지속가능하며, 크기 조정이 가능하고 가격도 적절한 해결책이다. 언급: BIG 무료제공  입력 2021.12.11.CNN 원문 2021.12.10. [시사뷰타임즈] 한국의 부산 시가, 내년부터 최초의 이웃이 들어설 작품인, 야심차고 새로운 해양 정착촌 계획을 승인했다. 서로 간에 연결된 일련의 기반 구성돼 있는 채로 제시된 이 “떠 있는 도시” 는 1만 명이 살 수 있는 충한 공간을 제공할 수 있다고 설계자들은 말하는데, 상승하는 해수면이 가하는 위협에 노출된 해안가 지역에 극단적 해법을 제공하고 있다. 설계사, 건축가 그리고 공학기사들의 공동 작업물인 ‘오셔닉스…

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    • 21-12-11
    • 814
  • 지구에서 가장 백신화 된 곳: 감염-사망 폭증, 성탄절 행사 취소
  • {자료사진) 2021.6.24. 영국의 해외영토인 지브롤터에 있는 지브롤터 바위 앞에 있는 공항 도로를 사람들이 가로지르고 있다. © Reuters / Jon Nazca     백신 접종 완료에도 감염자 및 사망자 치솟는 사례들       입력 2021.11.17.RT 원문 2021.11.16.   [시사뷰타임즈] 코로나-19 감염자가 폭증하는 가운데, 지르롤터가 공식 성탄절 여러 행사를 취소하면서 4주 동안 사람들이 사적 모임을 개최하려는 의욕을 “강력하게” 꺾어버렸다. 지브롤터에서 모임 등에 참여할 자격이 있는 사람은 모두가 백신을 맞은 사람들이다.   지브롤터 정부는 최근 “공식 성탄절 잔치, 공식 환영회 및 이와 유사한 모임들” 이 취소됐다고 공표하면서, 대중들에게 오는 4주 동안 사교적 행사 및 잔치 등을 피하라고 권했다. 실내에서 하던 모임들은 야외 …

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    • 21-11-17
    • 813
  • 2020 이동성 박람회 별관 내부: 15m 거인 & 초유명 건축가들
  •  이 거대 동상 얼굴에 수엽을 삽입시키기 위해 구멍을 2만개 정도 뚫어야 했다.     입력 2021.11.2.CNN 원문 2021.11.2.   편집자 주: CNN 연재물에는 흔히 우리가 게시하는 약력의 여러 나라들과 여러 지역들에서 비롯되는 후원이 따른다. 하지만, CNN은 자사 보도 내용 모든 것에 대해 전면적인 편집 제어권이 있다. 우리의 후원 정책이다.   [시사뷰타임즈] 2020 두바이 박람회장으로 이르는 주요 입구들 중 하나에서 방문객들을 반기는 것은 알리프인데, 이것은 애러빅 (아랍어) 앨퍼빗 (알파벳) 중 첫 글자들을 따서 이름을 지어 이동성 박람회에 헌정됐다. 곡선미가 있는 바깥 면의 구조는 충분히 인상적이지만, 이곳은 훨씬 더 눈길을끄는 광경을 숨기고 있는바: 역사적 탐험가인 3명을 거인으로 만들어 놓은 모습이 영화 “반지의 제왕” …

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    • 21-11-02
    • 581
  • 일본의 수수께끼 같은 ‘어틀랜티스’ 에 숨어 있는 진실
  •     [BBC제공 영상으로 보기]입력 2021.11.1.BBC 원문 2021.3.30.   [시사뷰타임즈] 일본의 요나구니 섬 바닷가 해안 밑에는 수수께끼 같이 형성된 일련의 바위들이 놓여있다. 거의 35년 전에 이것을 발견한 이후로, 괴상하게 대칭적인 형태 및 ‘요나구니 기념물’ 의 구조물들이 이것들의 기원에 대해 맹렬한 논의가 있게 해왔다.   이 구조물들의 특이한 형태들은 수천 년전 자취를 감춘 일본 문명에 의해 조각돼온 것일까, 아니면 그저 단순히 깊은 바닷가 밑에 있는 자연적 지리학의 놀라운 사례일까?   영상: 나오또모 우메와까※ 어틀랜티스 (아틀란티스): 플라톤의 저작 ‘티마이오스’ 와 ‘크리티아스’ 에 나오는 전설상의 섬이자, 그 섬에 있던 국가를 말하는데 강대한 해군력을 바탕으로 애씬 (아테네) 를 제외한 대부분의 세계를 …

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    • 21-11-01
    • 545
  • 대형 태양표면 폭발: 북극광, 미-유럽 대륙서 토요일에 널리 감상 가능
  •  [CNN 제공 영상으로 보기]   입력 2021.10.30.CNN 원문 2021.10.29.   [시사뷰타임즈] 목요일, 대규모 태양표면 폭발이 일어났고 지구에는 토요일에 다다르게 되는데, 강력한 지자기 (地磁氣) 폭풍을 낳으며 나타나는 북극광을 미국 과 유럽 전체에서 볼 수도 있게 된다.   [시사뷰타임즈 주]태양표면 폭발: 태양 표면에서 입자들이 잠시 강력히 폭발하며 일어나는 불꽃이며 강렬한 전자자기장 방사선을 내뿜는데, 테양의 흑점과 연관되어 지구 상에서의 무선통신을 방해하는 원인이 된다.   국립해양대기국 (National Oceanic and Atmosphere Administration: NOAA) 은 이 불꽃이 토요일과 일요일에 지구로 와서 충돌하기에 앞서, G3 (강력한 지자기 폭풍 경계 경보) 를 발령했다. 지자기장 폭풍의 규모에는 G1, 즉 미세한 폭풍에서 G5, 극단적인 폭풍까지 있다. &n…

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    • 21-10-30
    • 604

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