코할라

코알라산
코할라는 하와이 섬에서 가장 오래된 화산으로, 약 120만 년 전에 화산 활동을 시작하여 현재는 사화산 상태에 있는 화산이다. 코할라는 하와이- 황제 해저 산열(Hawaiian-Emperor Seamount Chain)의 일부로, 하와이 열점에 의해 형성되었으며, 하와이 섬에서 가장 북쪽에 위치한다. 이 화산은 하와이 섬의 다른 화산들에 비해 침식이 아주 심하게 진행되었으며, 해안선을 따라 대규모의 산사태 흔적이 남아 있다.

코할라(Kohala)라는 명칭은 하와이 원주민들의 언어와 문화적 배경에서 유래한 것으로 알려져 있다. 하와이에서 지명은 일반적으로 자연환경, 역사적 사건, 또는 신화적 요소와 깊은 관련이 있으며, 코할라라는 이름도 하와이 전통과 연관이 있다.

코할라는 하와이 섬의 북쪽 지역을 의미하며, 이 지역은 하와이 왕국의 중요한 중심지 중 하나였다. 전설에 따르면, 하와이의 유명한 통치자 카메하메하 1세(Kamehameha I)가 태어난 곳이 코할라이며, 이 지역은 하와이 역사에서 중요한 역할을 했다. 코할라라는 이름은 하와이어에서 강한 바람을 의미하는 것으로 해석되기도 하며, 이는 이 지역이 강한 무역풍의 영향을 받는다는 점과 관련이 있다. 실제로 코할라 지역은 하와이 섬의 다른 지역보다 바람이 강한 곳으로 유명하다.

또한, 하와이 신화와 전통에서 코할라는 영적인 의미를 지니고 있다. 하와이 전통 신앙에서는 자연 요소들이 신적 존재들과 연결되어 있으며, 코할라 지역의 바람과 지형도 이러한 개념과 관련될 수 있다. 일부 연구에서는 "Kohala"라는 단어가 고대 하와이어에서 특정한 자연적 특징을 가리키는 의미로 사용되었을 가능성을 제기하기도 한다.

코할라는 하와이 섬에서 가장 오래된 화산으로, 그 명칭은 오랜 세월 동안 지역사회와 함께 사용되며 전해져 왔다. 초기 폴리네시아인들이 하와이에 정착한 이후, 이들은 지역의 자연환경을 바탕으로 다양한 지명을 붙였으며, 코할라도 그러한 과정에서 명명된 것으로 보인다. 현재까지도 코할라라는 이름은 지역 주민들뿐만 아니라 학계에서도 널리 사용되고 있으며, 이 지역의 자연적·문화적 중요성을 상징하는 지명으로 남아 있다.

코할라 화산은 하와이 섬에서 가장 오래된 화산으로, 약 100만 년 전에 활동을 시작하여 현재는 사화산 상태에 있다. 하와이 열점(Hawaiian Hotspot)의 영향을 받아 형성된 이 화산은 하와이 섬의 다른 화산들[1]보다 훨씬 오래되었으며, 시간이 지나면서 점진적으로 침식되어 현재의 형태를 갖추게 되었다.

코할라의 용암 축적 속도를 분석한 연구에 따르면, 이 화산의 나이는 약 100만 년에서 130만년 정도로 추정된다. 화산은 약 50만 년 전에 해수면을 돌파하며 섬의 일부로 형성되었고, 약 30만 년 전부터 화산 분출 속도가 감소하기 시작하였다. 이 시기부터 침식이 분출 속도를 초과하면서, 화산의 크기는 점진적으로 축소되었다.

코할라에서 표면에 노출된 가장 오래된 용암류는 78만 년 전의 것으로 밝혀졌다. 그러나 화산의 원래 형태를 정확히 복원하는 것은 어려운데, 이는 남동쪽 경사면이 마우나케아(Mauna Kea)와 마우나로아(Mauna Loa)의 용암류에 의해 덮였기 때문이다. 다만 해저 지형 분석 결과, 해수면 아래 1,000m 깊이에서 경사도가 급격히 증가하는 부분이 발견되었으며, 이를 바탕으로 과거 코할라 화산이 해수면 위에서 50km 이상의 폭을 가졌을 것으로 추정된다.

과거 코할라 화산은 현재 크기의 약 두 배 정도였을 것으로 예상되며, 오랜 침식과 해수면 상승으로 인해 현재의 규모로 축소되었다.

코할라는 지구의 자기장 역전을 기록한 화산 중 하나로, 이는 하와이 섬의 형성과 관련하여 중요한 단서를 제공한다. 약 78만 년 전, 지구의 자기장이 반전되었으며, 코할라의 지층에서도 이러한 변화를 반영하는 암석이 발견되었다.

폴롤루(Polulu) 단층의 상부 140m에 걸친 50개의 용암류 층에서 정상 극성이 관찰되었으며, 이는 이 암석들이 78만 년 이내에 분출되었음을 의미한다. 방사성 연대 측정 결과, 코할라 화산의 주요 용암류는 45만 년~32만 년 전에 분출된 것으로 밝혀졌으며, 일부 용암은 이보다 더 오래된 연대를 나타냈다.

약 30만~25만 년 전, 코할라에서는 대규모의 산사태가 발생하였다. 이 사건은 화산의 지형을 크게 변화시켰으며, 산사태로 인해 발생한 암석 파편이 해저 130km 거리까지 확산되었다. 산사태가 발생한 지역은 해안선에서 20km 폭을 차지하며, 화산 정상부까지 연결되는 거대한 붕괴 지형을 형성하였다.

이 산사태는 코할라의 전체 높이를 약 1,000m 감소시키는 결과를 초래했으며, 오늘날 바람이 강하게 부는 코할라 해안의 절벽 형성에 중요한 역할을 하였다. 현재 코할라의 절벽은 이 대규모 붕괴 사건의 결과물로 남아 있다.

코할라 화산의 마지막 분출은 약 12만 년 전으로 추정되지만, 일부 연구에서는 더 최근까지 활동이 지속되었을 가능성을 제시하고 있다.

1977년, 연구자들은 코할라 화산의 동쪽 와이피오 계곡에서 용암 샘플을 채취하였으며, 이를 분석한 결과 약 6만 년 전의 연대를 나타냈다. 1996년 서쪽 지역에서 수집된 또 다른 샘플에서는 8만 년 전으로 측정되었다. 그러나 이 결과에 대해 과학계에서는 신중한 입장을 취하고 있으며, 일부 연구에서는 해당 샘플이 마우나 로아 화산의 용암류 아래에서 발견되었기 때문에 연대 측정 결과가 신뢰하기 어렵다는 입장을 밝혔다.

이러한 논란에도 불구하고, 코할라 화산이 12만 년 전을 마지막으로 더 이상 분출하지 않았을 가능성이 높으며, 현재는 완전히 사화산으로 분류된다.

2004년, 하와이 대학과 영국 지질조사국 연구팀은 코할라의 기반부에서 해양 화석을 발견하였다. 연구 결과, 이 화석들은 약 12만 년 전의 것으로 밝혀졌으며, 해수면에서 61m 높이에 위치하고 있었다.

이 화석들의 존재는 단순한 해수면 변동으로는 설명될 수 없으며, 연구자들은 거대한 쓰나미가 발생하여 이 지역까지 해양 퇴적물을 운반했을 가능성을 제기하였다. 해당 쓰나미는 마우나로아에서 발생한 대규모 해저 산사태로 인해 유발되었을 것으로 추정된다. 연구자들은 과거의 데이터를 바탕으로 해수면 500m 높이까지 도달한 거대한 쓰나미가 발생했을 가능성이 있다고 결론지었다.

코할라는 하와이 화산의 일반적인 특성을 따라 두 개의 균열대를 가진다.

또한 코할라 정상부에는 일련의 작은 단층선이 존재하는데, 이들은 해안선과 평행하게 배열되어 있다. 초기 연구에서는 이 단층선들이 칼데라 붕괴와 직접적인 관련이 있다고 추정했으나, 최근 연구에서는 단층선들이 해안까지 연장되지 않고 정상부 주변에 집중된다는 점을 발견하였다. 이는 단층이 칼데라 붕괴의 직접적인 결과가 아니라, 붕괴 과정에서 갑작스럽게 응력이 해소되면서 형성된 것일 가능성을 시사한다.

코할라는 현재 사화산으로 분류되며, 미국 지질조사국(USGS)에서는 이 화산을 위험도가 가장 낮은 'Zone 9' 지역으로 평가하고 있다. 마우나 케아와의 경계 지역은 'Zone 8'로 평가되며, 이는 마우나 케아가 과거 4,500년 동안 화산 활동을 하지 않았기 때문에 낮은 위험도를 유지하고 있음을 의미한다.

코할라는 독특한 수문학적 특성을 지니고 있다. 이 지역의 강수량과 지표수의 흐름은 지형과 지질 구조에 의해 크게 영향을 받으며, 동쪽과 서쪽 지역에서 뚜렷한 차이를 보인다.

코할라의 북동쪽 사면은 하와이 제도에서 가장 습한 지역 중 하나로, 연간 강수량이 매우 높다. 이러한 현상은 주로 마우나케아가 무역풍을 차단하면서 발생하는 오로그래픽 상승 효과 때문이다. 무역풍이 마우나케아를 따라 흐르다가 코할라 능선에서 급격히 상승하면서 많은 비를 내리게 되며, 이로 인해 북동쪽 사면에는 깊은 침식 계곡이 형성되었다. 반면, 서쪽 지역은 상대적으로 건조한 환경을 유지하고 있다.

북동쪽 사면에는 여러 개의 깊은 계곡이 형성되어 있으며, 이들 대부분은 남서-북동 방향으로 배열되어 있다. 코할라 정상에서 북서-남동 방향으로 이어지는 균열대는 강수를 두 개의 흐름으로 나누어 하나는 동쪽의 와이피오 계곡으로, 다른 하나는 북서쪽의 호노카네 누이 계곡으로 흘러가게 만든다. 과거 화산 활동이 활발하던 시기에는 마그마가 수직으로 상승하며 균열대를 따라 용암 관입암을 형성하였고, 이 과정에서 생성된 단층과 균열이 지표수의 흐름을 변화시켰다.

코할라의 풍화와 침식 과정에서 생성된 계곡들은 다양한 크기를 가지고 있으며, 계곡의 크기는 유역 면적과 관련이 깊다. 와이피오 계곡은 가장 넓은 유역을 지니고 있으며, 과거에는 와이마누 계곡까지 포함할 정도로 방대한 면적을 차지하였다. 하지만 시간이 지나면서 와이마누 계곡의 본류가 와이피오 계곡과 분리되었고, 현재는 와이일리카히(Wai’ilikahi) 지류가 주요 수계를 이루고 있다. 이와 대조적으로, 호노카네 누이 계곡은 주로 화산 정상부의 북쪽에서 유입되는 물을 받아 깊고 좁은 계곡 형태를 띠고 있으며, 하천 범람원이 상대적으로 작다.

북동쪽 사면의 주요 계곡 외에도 화산의 하부 지역에는 수많은 작은 협곡이 존재한다. 이들 중 일부는 해수면까지 도달하지 못한 상태에서 침식이 진행되고 있으며, 아직 넓은 하천 범람원을 형성하지 않은 상태이다. 하지만 일부 협곡의 깊이는 이미 300m 이상에 이르며, 가장 깊은 곳에서는 1,000m 이상의 수직 절벽이 형성되어 있다. 와이피오 계곡의 하이라웨 폭포(Hi’ilawe Falls)는 이러한 지형적 특징을 잘 보여주는 예로, 단일 낙차가 300m를 초과하는 거대한 폭포이다.

코할라가 아직 활발한 화산 활동을 하고 있던 시기에도 침식 과정은 지속되었으며, 일부 용암류는 이미 형성된 계곡을 따라 흘러 들어가기도 하였다. 예를 들어, 북서쪽 끝의 폴롤루(Pololu) 계곡에서는 폴롤루 화산쇄설류가 계곡의 일부를 덮은 흔적이 발견되었다. 또한, 최근 해저 지형 연구에 따르면 폴롤루 계곡이 해안선을 넘어 해저까지 연장되어 있으며, 그 끝자락에는 과거 북동 해안에서 발생했던 대규모 산사태와 관련된 지형이 존재할 가능성이 제기되었다.

코할라의 다이크 복합체는 단순히 지표수의 흐름을 변화시키는 것에 그치지 않고, 지하수의 형성과 유지에도 중요한 역할을 한다. 하와이의 용암층은 매우 높은 투수성을 가지고 있어, 빗물이 쉽게 지하로 스며든다. 하지만 화산의 다이크는 비교적 밀도가 높은 암석으로 이루어져 있어 물의 흐름을 차단하는 역할을 한다. 일반적으로 하와이 제도에서는 지하수가 바닷물 위에 떠 있는 담수 렌즈 형태로 존재하지만, 다이크가 형성된 지역에서는 지하수가 다이크에 의해 가둬져 높은 위치에 머물게 된다. 이 과정에서 형성된 지하수층은 시간이 지나면서 자연적으로 방출되거나, 계곡을 따라 유출되며 하천수를 공급하는 역할을 하게 된다.

코할라 정상부 주변의 다이크 복합체는 빗물이 자연스럽게 북동쪽 사면으로 흘러가는 것을 차단하는 역할을 한다. 이로 인해 지하수는 정상부를 따라 북서쪽이나 남동쪽으로 흘러가게 되며, 결과적으로 와이피오 계곡과 호노카네 누이 계곡으로 집중된다. 이러한 지하수의 이동 경로는 표층수와 유사한 흐름을 보이며, 계곡의 침식 속도를 증가시키는 요인으로 작용한다.

코할라의 풍부한 지하수는 과거부터 지역 사회에서 중요한 역할을 해왔다. 20세기 초반, 코할라 지역에서는 대규모 농업 개발이 이루어졌으며, 이 과정에서 지하수를 활용한 관개 시설이 도입되었다. 특히, 하마쿠아(Hamakua) 지역에서는 초기에는 지표수를 이용한 수로가 건설되었으나, 점차적으로 지하수를 활용하는 방식으로 전환되었다. 현재도 코할라 지역의 일부 지하수원은 농업 및 생활용수로 활용되고 있다.

결론적으로, 코할라 화산의 수문학적 특성은 지형, 기후, 화산 활동의 결과로 형성된 복합적인 시스템이다. 북동쪽 사면은 높은 강수량과 깊은 계곡을 형성하며, 서쪽 지역은 상대적으로 건조한 환경을 유지하고 있다. 화산 활동이 중단된 이후에도 지하수와 지표수의 흐름은 지속적으로 계곡의 형태를 변화시키고 있으며, 현재도 코할라 지역의 지하수는 중요한 수자원으로 활용되고 있다.