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특집 | 한반도 대지진 공포

거칠고 신선한 단층 잠복, 중대형 지진 위험 상존

  • 홍태경 | 연세대 지구시스템과학과 교수 tkhong@yonsei.ac.kr

거칠고 신선한 단층 잠복, 중대형 지진 위험 상존

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  • ● 경주 지진 유발한 단층 규명 시급
  • ● 2011년 동일본 대지진이 촉매 구실
  • ● 옛 문헌 속 큰 지진, 현 수도권에서 발생
  • ● 양산단층 활성 여부 논란 끝내야
거칠고 신선한 단층 잠복, 중대형 지진 위험 상존

[뉴스1]

9월 12일 오후 7시 44분과 8시 32분 경북 경주시 외곽에서 발생한 지진은 한반도 지진에 대한 그간의 고정관념을 바꾼 계기가 됐다. 경주 지진에서 주목할 만한 첫 번째 특징은 리히터 규모 5.1, 5.8 지진이 48분 간격을 두고 연쇄적으로 일어난 점이다. 한반도의 공식 지진 관측 기록이 만들어진 1978년 이래 규모 5 이상 지진이 한 지역에서 짧은 시차로 연거푸 발생한 전례가 없다.

더욱이 두 지진은 한 단층에서 발생한 것으로 추정된다. 본진(本震, 가장 큰 규모의 지진)으로 평가되는 규모 5.8 지진은 국가 지진 관측망에 기록된 한반도 지진 중 가장 크다. 지진으로부터 발생한 강한 지진파는 한반도 지각 내에 널리 분포한 선캠브리아기(지구가 탄생한 약 46억 년 전부터 시작해 약 5억~6억 년 전에 이르기까지 가장 오랜 지질시대)의 오래된 지반을 타고 전국적으로 전파돼 5만여 건이 넘는 지진 감지 신고가 접수됐다. 저녁에 발생한 연쇄 강진과 여진(餘震)으로 경주 등 인접지역 주민은 불안에 떨며 밤을 보냈다.



전례 없는 연쇄 지진

강한 지진동(地震動, 지진파가 지표에 도달해 관측되는 표면층의 진동)은 지진계에도 잘 기록됐다. 진앙으로부터 가장 가까운 곳(28km)에 위치한 월성원자력발전소 부지에서 0.12g(내진 설계값 단위인 최대지반가속도)의 지진동이 관측됐다. 51km 떨어진 고리원자력발전소 부지에선 0.038g이 측정됐다.

이는 원전의 설계지진동 0.2g에 못 미친다. 특히 동일본 대지진 후 강화된 설계지진동 0.3g에 비해선 크게 낮은 수치다. 신규 원전이 채택한 APR1400 원자로형엔 강화된 설계지진동이 반영돼 있다. 따라서 이번 지진이 원전의 안정적인 운영에 미친 영향은 크지 않을 것으로 평가된다.

하지만 이번 지진으로 인한 피해는 작지 않다. 인명 피해는 크지 않았지만, 많은 문화재가 손상됐고 100억여 원이 넘는 재산 피해가 발생했다. 정부는 경주를 특별재난지역으로 선포하고, 신속한 피해 복구를 위해 다양한 지원책을 강구 중이다. 지진 피해로 인한 특별재난지역 선포는 정부 수립 후 처음 있는 일이다.

이번 지진은 지금껏 겪어보지 못한 다양한 지진재해를 일으켰고, 그동안 크게 실감치 못했던 지진재해에 대한 경각심을 일깨웠다. 특히 지진 빈발 지역에서 목격되는 다발성 지진과 여진의 지속은 그간의 간헐적 지진에 대한 신속한 대응만으론 지진 피해를 줄이는 데 한계가 있을 수 있음을 깨닫게 했다.



지표 파열 안 보여

이번 지진은 북북동-남남서 방향 70°가량의 경사로 발달한 단층이 지하 14km 깊이에서 수평으로 서로 어긋나며 발생했다. 강력한 지진으로 인해 수많은 여진이 이어졌다. 10월 12일 현재 규모 1.5 이상 여진이 475회 발생했다. 본진 발생 후 1주일 만에 규모 4.5의 또 다른 중규모 지진이 발생하면서 여진으로 인한 피해 가능성이 제기됐다. 다행히 본진 발생 후 4주가 지나며 여진 발생도 안정되면서 우려는 조금씩 줄어들었다.

하지만 불안감은 여전하다. 이번 지진이 발생한 단층대에 그간 쌓인 응력(應力, 단위면적당 작용하는 힘)량을 모르는 데다, 해당 단층의 총연장도 명확지 않아서다. 주변 판(板, plate) 경계부로부터 유입된 응력이 오래 누적되면서 형성된 한반도 지각 내 응력은 지역별로 그 크기를 정확히 가늠하기 어렵다. 이는 지진 발생 과정을 통해 응력의 풀림과 쌓임이 반복되는 까닭에 수천 년 동안의 지진 발생 역사에 대한 이해가 우선해야 하기 때문이다. 더욱이 이번 지진의 예에서 보듯, 연쇄적인 중대형 지진 발생은 단층대에 쌓인 응력의 변화 추정을 어렵게 한다.  

이번 지진은 양산단층대에서 발생했다. 양산단층은 영덕-양산-부산을 잇는 총연장 170km에 달하는 거대한 단층이다. 그간 이 단층의 활성 여부에 대해 많은 논쟁이 있었지만, 아직 명확한 판단이 내려지지 않았다. 이런 가운데 진앙과 인접한 양산단층이 지진 유발 단층일 가능성이 제기되고, 양산단층 활성화 논란에 불을 지폈다. 이에 따라 지진을 유발한 단층을 규명하는 것이 무엇보다 중요한 사안으로 떠올랐다. 단층 규명을 통해 양산단층의 활성화 여부도 자연스럽게 확인할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 지진은 지표 파열을 동반하지 않아 지진 유발 단층을 지표 확인을 통해 확정하는 데도 어려움이 있다. 한반도에서 발생한 중대형 지진으로서, 이번 지진과 같이 지표 파열을 보이지 않은 예는 많다. 2007년 1월 20일 규모 4.8의 오대산 지진 역시 지표 파열을 보이지 않았다.

하지만 당시 여진 분석을 통해 지진 유발 단층이 지하에 발달한 단층으로 주향(主向)이 해당 지역에서 일반적으로 보이는 북동-남서 방향이 아닌 북서-남동 방향으로 확인돼 주목을 받은 바 있다. 또한 오대산 지진은 수도권을 포함해 강원·충청·경상·전라도 지역 등 대한민국 대부분 지역의 사람들이 느낄 만한 지진동을 발생시켰다. 이처럼 한반도 지각 내엔 지표에 드러나지 않는 지진 유발 활성단층이 존재할 가능성이 높다.


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