이번 결과는 거문오름 용암동굴계의 형성시기에 대한 그 간의 논란을 해소하는데 기여할 뿐만 아니라, 지역 기반 연구기관인 세계유산본부 한라산연구부가 4년여에 걸쳐 지속적으로 추진한 연구의 성과라는 점에서도 그 의미가 크다.
거문오름용암동굴계는 2000년대 초반 세계유산 등재를 위한 준비과정에서 획득된 K-Ar연대측정 결과를 토대로 20~30만 년 전 형성된 비교적 오래된 용암동굴로 인식되어 왔다. 이후 2016년 당시 세계유산한라산연구원(현재 세계유산본부로 확대 개편되기 전 기관)에서 방사성탄소연대측정과 광여기루미네선스 연대측정을 통해 약 8천 년 전이라는 매우 젊은 연대결과가 보고된 바 있다. 그러나 두 연대결과 사이에 차이가 너무 컸을 뿐만 아니라, 기존 화산암을 직접 분석하는 연대측정법(K-Ar, Ar-Ar 등)과 달리 용암류 하부의 고토양을 분석하는 새로운 연대측정법(방사성탄소연대 및 광여기루미네선스 연대)에 대한 학계의 신뢰가 그리 크지 않았던 까닭에 그 형성시기에 대한 논란이 지속되어왔다.
연구과정 및 방법을 간략히 소개하면, 만장굴 내부 용암 내에 박혀 있는 규암(붙임 사진)에서 저어콘(붙임 사진)이라는 광물을 분리하여, 호주 커틴대학과의 협력을 통해 (U-Th)/He 연대측정을 실시하였다. 이 연대측정법은 한라산 일대의 백록담, 삼각봉, 영실 등 한라산의 주요 오름들의 형성시기를 밝히는데 활용된 된 분석법이기도 하다.
이번 연구에서 사용된 저어콘은 우라늄 함량을 많이 가지는 광물로, 저어콘 내 우라늄이 붕괴하는 과정에서 생성된 He의 양을 측정하여 연대를 측정한 것이다. 특히, 헬륨(He)은 불활성 기체로 약 200℃ 이상의 온도에서 빠르게 저어콘 밖으로 방출된다. 때문에 현재 만장굴 내 용암에 박혀 있는 규암은 용암동굴이 형성될 당시 1,150℃에 달하는 용암에 굽혀 저어콘에 축적되었던 헬륨이 모두 방출되는 과정을 겪었다. 이후 용암이 200℃ 이하로 식은 후 유지된 시간 동안 새롭게 He이 형성되게 되는데 그 양을 측정하여 연대를 얻은 것이다. 결국, 이러한 연대결과는 규암이 용암에 굽힌, 즉 용암이 분출한 시기를 지시하는 것이다.
한라산연구부 안웅산 연구사는 “이번 연구로 거문오름 용암동굴계의 형성시기를 보다 명확히 재확인했을 뿐만 아니라, 기존 연구에서 직접 연대를 측정하기 어려웠던 일부 용암류에 대해 적용할 수 있는 새로운 연대측정 기법을 제시했다는데 의미가 크다”며, “향후 제주 오름들의 연대측정에 확대 적용해 나갈 수 있을 것”이라고 말했다. 이어 “이번 결과는 공동연구를 추진해 온 호주 커틴대학팀과 국제학술지에 투고될 계획”이라고 밝혔다.