경북대 지진특화연구센터, 지진활동 현황·전망 토론회
경북대 지진특화연구센터는 21일 자연과학대에서 ‘한반도 동남부 지진활동 현황과 전망’을 주제로 전문가 토론회를 열었다.
이날 토론회는 이기화 서울대 교수를 비롯해 유인창 경북대 교수, 이덕기 기상청 지진화산연구과장, 김광희 부산대 교수, 최승찬 독일 kiel대학 박사, 김용식 한국지질자원연구원 박사 등이 참석했다.
참석자들은 다양한 분석을 통해 포항지진이 발생한 지층은 지금까지 알려지지 않은 지층일 가능성이 높다고 의견을 모았다. 또한 지진 발생 원인에 대한 입체적인 분석과 함께 새로운 지진 발생에 대해 논의했다.
최승찬 교수는 3차원 중력장을 이용한 분석으로 지반 내부의 밀도 등을 보여줘 색다른 접근을 보여줬다. 토론회는 이기화 교수의 최근 한국 내 지진활동 현황과 전망 발제로 시작됐다.
지진은 활성단층에서 주로 발생하며 지진이 발생한 적이 있는 단층을 모두 연구하기는 힘들다. 1960년대 판구조론을 기초로 지진 발생 원인 등에 대해서 분석하고 있다.
지구는 12개 판으로 구성돼 있으며 지진은 지층이 깨지면서 발생한다. 전 세계 지진 에너지 98%가 판 경계에서 발생하고 있지만 한반도는 판 내부임에도 발생하는 특징을 가지고 있다. 아직 판 내부 단층을 깨는 힘의 원천이 무엇인지 알려지지 않고 있지만 대체적으로 태평양 판과 인도판, 유라시아판이 충돌하면서 한반도 지진이 발생하는 것으로 추정된다.
삼국사기와 고려사 등을 통해 2200여 차례 분석한 결과 한반도 지진은 북동부, 남으로 올수록 커지는 특징을 가지고 있다. 또한 지난 2000년 동안 15~18세기에 많이 발생했으며 주요단층과 큰 지진의 진앙이 일치하는 모습이다. 최근 들어 지난 2005~2013년은 지진활동 저조하다가 2014년부터 활발해지고 있다.
경주 지진은 양산단층에서 발생했다는 측면에서 과거와 크게 다르지 않지만 포항은 뚜렷한 단층을 찾기 힘들다. 특히 지표단층이 없어도 규모 5 이상의 지진이 발생할 수 있다는 것을 증명한 사례다. 역사적으로 봤을 때도 규모 7.3 이상 지진이 발생할 가능성도 배제할 수 없다. 지질도를 다시 작성하는 등 근본 연구가 필요하다.
경주지진은 양산단층과의 관계로 설명할 수 있는데 수평 압축이 가해져 주향이동을 하면서 지진이 발생했을 것으로 보인다. 양산단층 주변부를 조사하다 보니 지표상에 안드러나는 새로운 단층들이 있는 것을 확인했다. 경주지진 진원지 화강암체가 응력을 받아 회전하면서 여진이 일어났다.
포항은 2㎞ 퇴적암이 쌓여있으며 포항 분지는 구조적으로 단층이 잘 나타나 있지 않다. 그럼에도 불구하고 지진이 일어난 것은 새롭게 접근해야 할 방향이다. 지하 2~10㎞에 물체가 보이는데 독립된 화강암체로 해석하고 있다. 결국 새로운 지층이라는 가설이 충분히 설득력 있다. 경주가 일반적인 주향이동단층 지진이라며 포항은 주향이동이지만 역단층성이 강한 것도 새로운 지층의 근거가 된다. 결국 경주와 포항 지진은 성격이 다르게 해석되며 지하 심부에 대한 연구가 필요하다.
경주 지진 이후 급격하게 지진 활동도가 높아져 경주는 물론 울산 주변으로도 지진이 발생하고 있다. 안정을 찾아가는 추세에서 포항지진 발생해 충격이 더한 것으로 보인다.
포항 지진은 주향이동 외에 수직이동도 가미돼 경주지진과 다른 것이 확인됐다. 또한 여진이 감소하다 다시 급격하게 증가하는 경향을 보이고 있다. 포항지진은 피해규모를 고려하면 규모 8 정도가 적당하다는 연구 결과가 나왔다. 이에 따라 한국형 진도 연구에 대한 검토가 필요하다.
여기에 포항지진은 모래 진흙분출 등 대규모 지진 발생 시 연약지반에서 나타나는 피해유형이 관측됐다. 저주파 에너지가 큰 점도 특징인데 그 결과 건축물 파손 등에 직접적인 영향을 미쳤다.
경주지진은 공간상으로 깊이 면에서 지진의 위치가 제한적으로 분포돼 양산단층과 관계가 깊다. 본진과 여진 분포도 경사가 일치하는 것도 그 증거다. 양산단층을 주변으로 가지를 형성 하듯이 여진이 일어난 것으로 분석됐다.
반면 포항은 지진 발생지역이 확장되는 모양세다. 경주가 본진 주변에 여진이 많이 발생하는 반면 포항은 본진에서 떨어진 지역에서 여진이 주로 발생하는 특징이 있다. 특히 남북의 경계가 확실하게 여진이 발생했다. 어느 경계 이상은 여진이 발생하지 않았다. 결국 큰 단층으로 경계로 단층 사이 새로운 작은 단층이 재활원 된 것이 아니냐는 분석이 가능하다. 이 단층은 흥해분지가 만들어질 때 만들어진 단층으로 추정되고 있다. 다만 단층이 지역과 크기가 한정적으로 분포하고 있다고 생각한다.
중력장과 자기장을 이용 포워드 모델 3차원 지각구조 모델링으로 지진의 원인을 확인한 결과 경주지진은 단층대가 뚜렷한 단층을 따라 나타났다. 심부쪽에 모르는 단층이 있을 것으로 분석됐다. 양산단층을 따라가 보면 지각구조, 화강암으로 이뤄진 곳에서 지진이 발생했다. 양산단층의 경계면에 밀도가 낮고 고립된 원통형 화강암이 존재하며 불안정하다. 응력분포가 정밀하게 만들어지면 깊이별 지진이 일어날 수 있는 가능성을 예측할 수도 있다. 양산 단층을 계산하면 힘을 받았을 때 가장 큰 영향을 받는 곳을 찾을 수 있다. 지하에 밀도가 낮은 연약함 화강암은 600여 개의 여진을 설명할 수 있는 근거로 생각한다. 포항 지진은 연구가 더 필요하지만 퇴적암과 화강암의 밀도를 대입하면 밀도가 낮은 지역은 백악기 화강암과 거의 같다. 포항은 화강암과 옆에 다른 성질 화강암 있다고 추정되며 이들이 충돌하면서 여진이 발생하는 것으로 보인다.
지표파열은 포항지진에서 나타나지 않았으며 액상화 현상은 지진 3일 정도 사이에 다양한 형태로 드러났다. 진앙지 3㎞ 이내는 물론 북동쪽 칠포, 남쪽 포항제철소까지 액상화가 발견됐다.
액상화와 관련해 중요한 것은 지진의 지속성이며 지반을 구성하고 있는 퇴적물에 따라 액상화 현상이 일어난다. 다만 포항의 지질화 조건은 지진이 일어나기 전에도 액상화가 발생하기 쉬운 구조다.
대구 구·군청, 교육청, 스포츠 등을 맡고 있습니다.