1870년 8월 29일,미국 와이오밍 준주에 있는 옐로스톤 지역을 탐사하던 탐험대원인 육군 중위 구스타버스 도언(당시 30세)은 옐로스톤 강이 굽어보이는 워시번 산 정상을 힘겹게 오르고 있었다. 남쪽을 바라보던 도언은 로키 산맥 줄기에서 뭔가가 빠져 있다는 것을 알게 됐다. 그것은 바로 산이었다. 수 킬로미터에 걸쳐 고지라곤 저 멀리 수목으로 뒤덮인 거대한 분지를 괄호처럼 싸고 있는 산이 전부였다. 도언은 거기에 산이 없는 이유가 한 가지밖에 없다고 생각했다. 그는 이렇게 적었다. “그 거대한 분지는 과거에는 활발했으나 지금은 활동을 멈춘 화산의 거대한 분화구였다.”

도언이 옳았다. 옐로스톤은 화산이다. 그것도 평범한 화산이 아니다. 미국에서 가장 오래되고 유명한 옐로스톤 국립공원은 지구상에서 가장 큰 화산 중 한 곳 바로 위에 자리잡고 있다. 그러나 도언의 지적에는 한 가지 중요한 오류가 있었다. 옐로스톤의 화산은 활동을 멈춘 게 아니다. 아니 불안할 정도로 아주 활발하게 활동하고 있다.

세상에는 화산도 있고 초화산(超火山)도 있다. 초화산이란 단어는 2000년 BBC 다큐멘터리를 통해 대중에게 알려졌다. 용어에 대해 합의된 정의는 없지만 일부 과학자들은 파괴력과 분출물의 규모면에서 이례적으로 강력한 화산 폭발을 설명하는 데 이 용어를 사용한다. 미국 지질조사국(USGS)은 화산이 한 번 폭발할 때 부석과 화산재를 1000km3 이상 분출할 경우에 이 용어를 적용한다. 그 정도 부피면 1883년 3만 6000명이 넘는 인명을 앗아간 악명 높은 크라카타우 화산 폭발보다 50배나 더 큰 규모다. 화산은 산을 만들지만 초화산은 산을 없앤다. 화산은 반경 수 킬로미터 안에 있는 동식물을 죽이지만 초화산은 지구 전역의 기후를 변화시켜 모든 생명체를 멸종시킬 수도 있다. 

유사 이래 초화산이 분출한 적은 없지만 지질학자들은 초화산이 분출했을 때 어떤 일이 있었을지 파악하고 있다. 맨 먼저 땅속 깊은 곳에서 열기둥이 솟아 올라 지각 바로 아래쪽에 있는 암석을 녹여 거대한 마그마체임버를 만든다. 이 체임버에는 반고체 상태의 암석인 마그마와 수증기와 이산화탄소, 기타 용존가스들이 엄청난 압력을 받으며 섞여 있다. 수천 년에 걸쳐 이 체임버에 마그마가 축적되는 과정에서 그 위 지면이 몇 센티미터씩 반구형으로 부풀어 오르기 시작한다. 그러다가 마치 마루 밑에서 강도가 톱질로 구멍을 내고 있었던 것처럼 반구형으로 부풀어 오른 둥근 언덕의 가장자리를 따라 서서히 균열이 생긴다. 마그마체임버에서 압력이 이 균열을 통해 새어나가면서 어느 한 순간에 용존가스들이 대규모 폭발 반응을 일으킨다. 1960년대 옐로스톤 화산을 최초로 조사한 미 지질조사국의 과학자 밥 크리스티안슨은 폭발을“콜라병을 심하게 흔든 다음 병 뚜껑을 따는 것” 같다고 말한다. 마그마체임버가 텅 비게 되면 그 위의 지표면이 붕괴한다. 마치 지구가 스스로를 삼켜버리기라도 한 듯 반구형 지대 전체가 말 그대로 땅속으로 꺼진다. 그 후에 남는 것은 거대한 칼데라(스페인어로 ‘가마솥’이라는 뜻)다.