지진 분화 예측 사업이 성공한다면 엄청난 가치를 지니게 될 것이다. 하지만 아직까지 첨단 인공지능 기술이라도 화산 활동을 예측하는 건 아직 쉽지 않다. 지질학자 역시 화산 폭발과 지진의 방아쇠가 무엇인지 아직 알지 못하고 있다.

지진 징후는 발밑에 훨씬 깊은 지하에서 일어나고 있기 때문에 직접 관찰할 수 없다. 데이터가 없으면 어떤 모델도 정확하게 예측하기 어렵다. IBM은 최근 가장 정밀한 지구 맨틀 흐름 모델로 고든벨상(Gordon Bell Prize)을 수상했다. 이들의 목적은 IBM 왓슨을 이용해 모델을 추정, 플레이트 움직임에서 언제 어디서나 지진이나 분화가 발생할지 예측하는 것이다.

지각 내부에 있는 맨틀은 철과 마그네슘을 함유한 바위층이다. 상부 100km 암석권은 개체에서 지표 부근이 지구의 지각 변동 원인이 되고 있다. 그 아래쪽은 맨틀 물질이 융해되어 있어 수직이나 수평 흐름을 만들어낸다. 과학자들은 주로 열에 의해 맨틀이 상승하는 위치와 내려앉는 과정에서 맨틀 흐름이 플레이트에 움직임을 주는 것으로 보고 있다.

서로 엇갈리거나 부딪치면 플레이트 움직임이 지진의 근본적인 원인이 된다. 따라서 맨틀 흐름에 따라 플레이트가 어떻게 움직이고 어디에 부하가 걸려 있는지를 기반으로 한 모델링은 지진이 언제 어디서 발생할지 예측하는 걸 도와줄 수 있다.

하지만 화산 폭발은 더 복잡하다. 분화는 맨틀 흐름과 직접적인 관계가 없기 때문이다. 맨틀 상승이나 오래된 해양 지각 상승이나 하강은 마그마 생성의 원인은 될 수 있지만 마그마는 지상으로 상승하면 독자 활동을 시작한다.

https://www.youtube.com/watch?v=ADoo3jsHqw8


분화의 직접적 원인은 화산 아래 마그마의 비율에 따라 국지적으로 마그마의 가스 함유량, 순도 등 여러 지표가 작용한다. 지금까지 화산이 정확히 언제 폭발할지 월이나 연간 단위로 예측하지 못하고 있다.

지금은 IBM도 화산 활동을 정확하게 예측할 수 있다고 생각하지 않았다. 하지만 왓슨에 대량 데이터를 입력하고 슈퍼컴퓨터를 쓰면 지금까지 간과해온 지각의 비정형 패턴을 찾을 수 있다고 보고 있다. 물론 이런 연구를 하려면 직접 수집할 수 없는 대량 데이터가 필요하다. 이 모델링 정보를 수집하려면 지각에 걸리는 부하와 지하 깊은 곳에 있는 마그마의 가스 함유량, 화산 아래의 마그마 온도를 측정하는 센서가 있어야 한다.

기상 분석과 달리 지질 분석은 센서값만으로 알 수 없다. 센서는 지하 깊은 곳에서 일어나는 일을 파악할 필요가 있다. 표면에 수많은 센서를 배치할 수는 있지만 실제로 마그마 활동을 이해하고 예측하려면 지하 수km에서 솟구치는 마그마와 가까운 위치에 센서를 둬야 한다.

어떤 의미에서 지질 시스템은 지구의 지각 특성을 감안하면 가장 이해하기 어려운 일이 될 수 있다. 하지만 지하 수십km 이하에 있는 지구 깊은 곳은 여전히 명왕성보다도 접근하기 어려운 장소다. 아직까지 IBM의 맨틀 모델과 지구 관측망을 이용해 실험을 거듭해 숨겨진 수수께끼를 해명할 수 있을지는 알 수 없지만 지구의 내부에 대한 새로운 지식을 확보하는 계기는 될 수 있을 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

정희용 IT칼럼니스트  flygr@naver.com

<저작권자 © 테크홀릭, 무단 전재 및 재배포 금지>