호수에서 쓰나미가 발생한다는 말은 낯설게 들린다. 그러나 이탈리아 북부 알프스 자락의 이세오호(면적 60.9㎢)를 분석한 최근 연구는, 인간의 토지 이용이 수천 년에 걸쳐 쌓아 올린 퇴적물이 지진과 맞물려 수십 미터 높이의 호수 쓰나미를 일으켰음을 지질 기록과 수치 모의실험으로 재구성했다. 핵심은 자연재해의 방아쇠는 지진이었지만, 그 피해 규모를 키운 '장전' 과정은 인간이 만들었다는 점이다.
2천 년에 걸친 퇴적물 과부하
이세오호는 남알프스의 큰 계곡 중 하나인 발 카모니카 하류에 자리하며, 북쪽에서 흘러드는 올리오강이 1,777㎢에 이르는 유역의 퇴적물을 실어와 거대한 삼각주를 형성한다. 로마 시대 이후 삼림 벌채와 농경, 목축이 집중되면서 사면 침식이 가속됐고, 호수로 유입되는 퇴적물은 홀로세 초기 배경값의 약 세 배로 늘었다. 빠르게 쌓인 퇴적물은 삼각주를 가파르게 키웠고, 수중 사면을 과도하게 짓누르며 지진 흔들림에 무너지기 쉬운 상태로 만들었다. 즉 인간 활동이 붕괴의 선행 조건을 서서히 조성한 셈이다.
중세 지진이 당긴 방아쇠
연구진은 두 차례의 중세 지진을 지목한다. 1117년 베로나 지진(Mw 6.5)과 1222년 브레시아 지진(Mw 6.0)이다. 두 지진은 각각 수중 삼각주의 대규모 붕괴를 일으켰고, 이 흔적은 이세오호 심해 분지에서 가장 두꺼운 매스웨이스팅 퇴적층으로 남아 있다. 1117년 사건의 퇴적층(MWD7)은 최대 두께 약 7m, 부피 약 6,200만㎥로 추정된다. 이는 6세기의 마지막 붕괴 이후 약 6백 년간 인간이 유발한 퇴적이 삼각주에 축적된 결과와 연결된다. 1222년 사건의 붕괴 부피는 약 1,000만㎥로 더 작았다.
연구진은 2002년 롬바르디아주와 해양지구물리연구소(OGS)가 CARG 사업으로 취득한 고해상도 라이다·다중빔 수심 자료를 바탕으로 붕괴 지형을 복원했다. 이후 퇴적이 삼각주를 다시 메워 원래의 붕괴 흔적을 가렸기 때문에, 현재 수심 지형을 붕괴 이전 형태의 유사체로 삼아 GIS에서 붕괴면을 역으로 추정했다. 그렇게 산출한 붕괴 부피가 심해 퇴적층에서 측정한 값과 일치할 때까지 반복 보정했고, 점소성 유변학 모델로 사태 거동을 모사해 실제 퇴적 분포와 잘 맞아떨어짐을 확인했다.
1분 만에 들이닥친 파도
사태가 만든 수심 변화를 입력해 10m 해상도의 비선형 수리동역학 모델로 쓰나미를 모의한 결과는 상당히 극적이다. 1117년 사건은 호수 북부에서 50m를 넘는 파고를 만들어 불과 1분 만에 인근 호안을 덮쳤고, 최대 약 2.7㎞ 내륙까지 침수가 번졌다. 1222년 사건의 파고는 약 13m, 침수는 약 1㎞ 내륙에 이르렀다. 두 쓰나미 모두 호수 중앙의 섬 몬테 이솔라가 자연 방파제처럼 파도를 갈라 일부 도시를 가리는 역할을 했다. 바티칸 도서관에 보존된 12세기 필사본의 기록과 고고학적 증거도 이 재구성을 뒷받침한다.
실무적 의미와 한계
이 연구가 던지는 메시지는 분명하다. 마지막 붕괴 이후 8세기 동안 인간이 유발한 침식이 삼각주를 다시 쌓아 올렸고, 호안의 인구는 미래의 지진 유발 붕괴에 다시 노출돼 있다. 전 세계 호수를 종합한 결과 인간 기인 침식은 산업화 이래 가장 높은 수준에 도달해 삼각주를 점진적으로 과적하고 있으며, 비슷한 재앙적 붕괴 가능성이 커질 수 있다. 따라서 재해 평가에 지질·지진뿐 아니라 토지 이용에서 비롯된 퇴적물 동역학을 반드시 포함해야 한다는 것이 연구의 제언이다.
다만 해석에는 한계가 따른다. 붕괴 이전 지형을 현재 수심으로 대체하고 단일 붕괴를 가정한 모델링은 합리적 추정이되 가정에 의존하며, 파고와 침수 수치는 특정 매개변수 설정의 산물이다. 그럼에도 지진이 잦은 곳에 사람이 밀집한 호수라면, 눈에 보이지 않는 수중 삼각주가 조용히 위험을 축적하고 있다는 관점은 국내의 대형 인공호·저수지 관리에도 참고할 만한 시사점을 준다.