제3의 연대측정법을 적용한 결고 만장굴을 비롯한 거문오름용암동굴계는 약 8000 년 전에 형성된 것으로 나타났다.

거문오름용암동굴계는 2000년대 초반 세계유산 등재 준비 과정에서 K-Ar연대측정으로 20~30만 년 전 형성된 것으로 인식됐다. 이후 2016년 당시 세계유산한라산연구원에서 방사성탄소연대측정과 광여기루미네선스 연대측정을 통해 약 8000 년 전이라는 매우 젊은 연대결과가 보고된 바 있다. 그러나 두 연대결과 사이에 차이가 너무 컸을 뿐만 아니라, 기존 화산암을 직접 분석하는 연대측정법과 달리 용암류 하부의 고토양을 분석하는 새로운 연대측정법에 학계 신뢰가 크지 않았고 형성시기 논란은 지속됐다.

한라산연구부는 거문오름 형성시기를 보다 명확히 밝히기 위해 제3의 새로운 연대측정법인 (U-Th)/He 연대측정법을 적용하여 약 9000년(오차 1.8천년)의 연대를 얻었다. 조사는 만장굴 내부 용암 내에 박혀 있는 규암에서 저어콘이라는 광물을 분리하여, 호주 커틴대학과 협력으로 (U-Th)/He 연대측정했다. 이 측정법은 백록담, 삼각봉, 영실 등 한라산 주요 오름들 형성시기를 밝히는데 활용한 바 있다.

이번 연구에서 사용된 저어콘은 우라늄 함량을 많이 가지는 광물이다. 저어콘 내 우라늄이 붕괴하는 과정에서 생성된 He의 양을 측정하여 연대를 측정한 것이다. 특히, 헬륨(He)은 불활성 기체로 약 200℃ 이상 온도에서 빠르게 저어콘 밖으로 방출된다. 때문에 현재 만장굴 내 용암에 박혀 있는 규암은 용암동굴이 형성될 당시 1150℃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 “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.