▲ (왼쪽 사진부터 시계반대방향으로) a. 코스타리카 린콘 데 라 비에하 화산의 위성 이미지로 가스 측정 지점(Multi-GAS), 지진 관측소(VORI), 라디오 브리지의 위치가 표시돼 있다. b. 대류 현상이 발생하고 회색 유황 구슬이 다량 떠 있는 활화산 분화구의 모습. c. 화산 북사면 협곡에 쌓인 물과 유황 침전물의 모습(사진=NASA).  © 최한민 기자

(커넥트 데일리=최한민 기자) 미국 항공우주국(NASA)이 나무의 생리 반응을 위성으로 감지해 화산 활동을 예측하는 새로운 조기경보 기술을 개발했다.

미국 항공우주국(NASA)은 현지시각 25일 공식 웹사이트에 위성과 환경 센싱 기술을 결합해 나무의 생리학적 변화를 감지하고 이를 바탕으로 화산 활동의 초기 징후를 포착하는 새로운 예측 기법을 개발했다고 발표했다.

이 기술은 특히 지상 접근이 어려운 화산 지역이나 기존 지진계, GPS 등 기존 장비의 한계가 있는 지역에서 화산 분출 위험을 미리 파악하는 데 효과적인 수단으로 주목받고 있다.

연구진은 화산이 활동을 시작하기 전 마그마가 지표 가까이 상승하면서 이산화탄소(CO₂) 등의 가스를 배출하고 이 기체가 주변 나무의 생리 작용에 영향을 준다는 사실에 주목했다.

나무는 흙 속 CO₂ 농도가 높아지면 잎의 엽록소 함량이 증가하고 이로 인해 식생의 색상이나 반사율이 달라지게 되는데 NASA는 이러한 변화가 위성 이미지에서 포착 가능하다는 점에 착안해 관련 실험을 설계했다.

▲ NASA 연구원이 코스타리카 린콘 데 라 비에하 화산 인근에서 이산화탄소 농도가 높은 환경에 노출된 나무에서 채취한 잎을 대상으로 광합성 활동을 측정하고 있다(사진=NASA).  © 최한민 기자

연구는 NASA와 스미소니언 열대연구소가 공동으로 수행한 ‘AVUELO(Airborne Validation Unified Experiment: Land to Ocean)’ 프로젝트의 일환으로 진행됐으며 연구진은 코스타리카에 위치한 활화산 린콘 데 라 비에하(Rincón de la Vieja) 인근에서 드론과 항공기, 위성, 현장 센서를 동원해 대기 중 이산화탄소 농도와 식생의 광합성 반응, 나뭇잎의 색상과 반사 특성을 정밀 분석했다.

NASA는 이 실험을 통해 위성으로 관측한 식생의 미세한 색상 변화가 실제로 CO₂ 농도 증가와 밀접하게 연관돼 있으며 이는 곧 화산의 전조 현상과 연결된다는 점을 확인했다.

이 같은 데이터는 인공지능 기반 영상 분석 기법과 결합해 실시간 조기경보 시스템에도 접목할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

NASA 지구과학부 화산 모니터링 담당자인 플로리안 슈반드너(Florian Schwandner)는 “화산의 이산화탄소 배출은 일반적인 위성 센서로는 직접 측정하기 어렵지만 식물의 생리 반응을 통해 간접적으로 포착할 수 있다”며 “생물학적 반응을 지표로 삼는 이 기술은 새로운 형태의 조기경보 체계를 여는 출발점이 될 것”이라고 말했다.

이 기술은 기존의 지진파 분석이나 지표면 융기 모니터링 기술과 병행해 활용될 수 있으며 향후 기후 변화 대응 연구나 생태계 감시 등으로도 응용 가능성이 높다는 평가를 받고 있다.

NASA는 이번 성과를 바탕으로 보다 다양한 생태환경 조건에서 실험을 확대하고 본격적인 실증 단계에 들어간다는 계획이다.