지구과학, 자원, 환경기술 발전, 환경오염 대처 방안

지진의 구분과 진도, 한반도는 안전할까?

우리 한반도는 지진이 안전한 지대일까요? 그런 곳은 없습니다. 한반도는 일본이나 중국처럼 히말라야 조산대처럼 그런 곳보다는 훨씬 지진에 대해서 안전하지만 그렇다고 해서 지진이 일어나지 않지 않습니다. 지진은 과연 어디에서 일어날까요.

지진이 일어나는 곳

지진이 일어나는 것을 보면 지금 태평양 주변에서 보면 태평양 바깥쪽에서 지진이 많이 일어나고 있는데요. 우리가 옆에 오른쪽에 표를 보면 km를 나타냅니다. 그래서 0~70km까지는 천발 지진 그리고 70~ 300km까지는 중발 지진. 그리고 300~600km까지는 이 심발 지진, “그 밑에는 지진은 거의 안 일어납니다.”라고 할 때, 그것들의 분포를 보면 태평양판이 오렌지에서 노란색 천발 지진이 보이죠. 그리고 대륙 쪽으로 갈수록 심발 지진으로 가는 걸 알 수 있습니다. 그 얘기는 판이 태평양 쪽에서 들어가서 대륙 쪽으로 들어간다는 걸 알 수 있습니다. 그래서 그것들을 보면 폐곡면으로 돼 있는데요. 따라서 그 폐곡면으로 둘러싸인 것이 바로 판이되겠습니다. 따라서 지진은 판구조 경계부에서 많이 일어난다는 것을 알 수 있습니다. 그것을 우리가 그 원인을 자세히 보면 지구 내부는 뜨겁죠. 뜨거워서 이것이 멘틀 부분에서는 대류를 하게 됩니다. 그래서 열이 위로 올라와서 대비를 하게 되는데요. 멘틀에서 뜨거운 열이 올라오게 되면 지각은 얇잖아요. 그것이 어느 곳에서는 부풀어 오르게 됩니다. 이들 대류가 올라오는 부분에서는 부풀어 오르죠. 부풀어 오르면 어떻게 되죠? 빵 구워지게 되면 빵이 막 갈라지잖아요. 그래서 땅이 갈라지게 됩니다. 그 부분을 해령이라고 합니다. 그래서 해령이 그래서 땅이 갈라지게 되면 어떻게 되냐면 압력이 갑자기 낮아지니까 멘틀 대류가 부분적으로 용융됩니다. 우리가 고체가 액체로 되는 거죠. 액체와 기체로 되는 거죠. 맥주병이 있지 않습니까? 맥주병을 조금 흔들어서 그것을 이렇게 딱 따잖아요. 그럼 압력이 낮아지잖아요. 그러면 어떻게 돼요? 액체에서 기체가 막 올라오죠. 그렇죠. 상변화가 압력이 낮아짐으로써 따라서 그 부분이 해령이고, 그 해령으로 계속 멘틀 물질이 공급됩니다. 공급되면서 이것을 밀어냅니다. 양쪽으로 그럼 지구는 유한하니까. 이것이 밀려서 나가게 되면 어느 쪽에는 반드시 들어가는 것도 있어야 되잖아요. 그 들어가는 곳을 해구라고 합니다. 그래서 이러한 해령과 해부 구조, 그 부분에서 멘트 물질을 재료로 해서 계속적으로 지각을 만드는 공장이다 이렇게 보시면 되겠습니다. 이것을 조금 더 자세히 보시면요. 지금 일본 열도의 경우 태평양판이 밑으로 들어가고 있죠. 그래서 그 태평양 판하고 그런 일본 열도 사이에 마찰이 존재하게 될 겁니다. 그래서 그 마찰을 보면 그 마찰이 미끄러지지 않으려고 하는 그러한 부분들 그러한 그러한 부분을 살색으로 나타내고요. 그것이 마찰의 응력이 가해지는 것을 빨갛게 표시했습니다. 이 빨간 부분이 살색 부분을 넘게 될 때 미끄러지는 겁니다. 그래서 그런 현상을 지진이라고 합니다.

지진의 기록

지진을 우리가 보면 지진이 일어나게 되면 이것이 파가 돼 가지고, 이제 기록이 되게 됩니다. 그래서 지진이 일어나게 되면 처음에 실체파가 우리한테 전달되는 건데요. 그것이 지진파를 보면 P 파라고 합니다. P파는 이 앞뒤로 흔들리면서 전달하게 되는데요. 이것이 가장 빠릅니다. 그리고 이제 옆으로 흔들리는 횡파가 들어오게 되는데 S 파라고 합니다. S파 직후에 이 지표로 올라오는 지표파로 올라오게 되면 이제 러브파라고 막 흔들리는 지표로 올라오면서 나타난 그런 파들이 있습니다. 그리고 이제 레일리라고 레일리의 기본은 뭐냐 하면 땅속이 빠르잖아요. 지표는 늦고 그래서 일어나는 것이 레일리파입니다. 그래서 이러한 표면, 그 러브파, 레일리파를 표면파라고 하는데 피해를 일으키는 것은 표면파입니다. 따라서 우리가 아는 것은 실제 파인데 실체파를 알아서 표면파가 오기 전까지 어떻게 피할 수 있느냐 이것이 관건입니다. 표현파가 많이 흔들리는 정도는 똑같은 게 아니라 암질에 따라서 다른데 암질이 무르는 암질에서는 훨씬 더 많이 흔들립니다. 그래서 무른 곳에서는 지진 피해가 더 큰 이유가 거기에 있습니다. 우리가 지진에서 꼭 알아둬야 될 것이 있는데 지원하고 진앙 구별하시기가 좀 힘들죠.

진원과 진앙의 의미

진원이라고 하는 것은 지진이 일어난 바로 그 땅속에 있는 그 지점입니다. 지진의 근원 근원지. 거기가 진원이라고 부르고요. 그 진원 지진이 일어나게 되면 이제 거기에 재앙이 나타나게 되겠죠. 지표에 나타나는 재향이 나타나는 그런 부분 진원 즉 상부가 되겠습니다. 거기 그곳을 진앙이라고 부릅니다. 그리고 규모와 진도라는 말이 좀 혼돈되는데 규모는 절댓값입니다. 진원에서 발생한 지진의 절대 크기를 규모라고 하고 이것은 소수로 나타납니다. 그리고 진도라고 하는 것은 지표에 지진이 일어나게 되면 지표에 창문이 흔들린다라든지 화병이 깨졌다든지 벽이 무너진다든지 이런 것들을 가지고 우리가 진도를 나타내게 되는데요. 그 진도는 정수로만 나타냅니다. 규모는 소수고요. 우리가 진도계를 생각하시면 진도계를 1.5, 2.6마리 이렇게 하지 않잖아요. 한 마리 두 마리 정수 그렇게 생각하시면 혼돈되지 않습니다. 이 규모를 우리가 보통 네 가지로 보는데요. 흔히 우리가 잘 알고 있는 리히터 규모라고 하는 것은 실체파 P파, S파의 진폭 그리고 그것의 진앙 거리 한 세 군데를 우리가 관측지를 알면 거기서 진앙 거리를 낼 수가 있죠. 그래서 진폭 하고 진앙 거리 그 사이의 관계를 이용해 이 규모를 알 수 있습니다. 그리고 이제 그것이 실체파 규모로서도 실체파의 초기 혹은 진폭 같은 것을 활용하면 보다 좀 더 정확하게 알 수 있는데 그것을 실체파 규모라고 하고요. 그리고 표면파를 가지고 이제 계산하는 경우 표면파 규모가 있습니다. 그런데 이 세계 모두가 그 진폭이 규모가 클수록 진폭이 더 높아지는 그런 경향이 있는데 이 진폭이 무한적으로 높아지지 않습니다. 예를 들면, 규모 7 정도 되면 이 진폭이 더 이상 커지지 않습니다. 커지지 않고 이제 포화된다는 거죠. 그 얘기는 파괴가 일어난다는 겁니다. 그래서 그 경우는 어떻게 구하냐면 모멘트 규모라는 것을 쓰는데 이것은 단층의 파열 면적이라든지 그리고 그 단층이 일어난 곳의 평균 이동량 암석의 강성률 같은 것을 상정해 가지고, 지진파 모멘트를 구한 다음에 그것을 실험식으로 규모로 나타냅니다. 이것을 모멘트 규모라고 그렇게 말하고 있습니다. 따라서 규모가 7보다 더 큰 것은 전부 모멘트 규모로 보시면 됩니다. 진도의 경우는 우리나라에서 쓰는 것은 우리는 미국식을 쓰고 있는데 12등급으로 나누고 있습니다. 거기에 비해서 일본은 이 영에서부터 7까지 우리하고 조금 다릅니다. 나누는 정도가 그것을 대비를 했는데 그것은 이제 가속도의 크기로 이렇게 측정을 할 수 있습니다. 그래서 이것은 자세히 읽어보시면 쉽게 아실 수 있을 것입니다.

우리나라의 지진은 과연 어떨까요?

우리가 안전지대는 아니라고 하는데 우리나라의 지진은 그러면 왜 일어날까요. 이건 뭐냐 하면 유라시아판 남쪽에 인도 호주판이 있어요. 인도 호주판은 남극 대륙에 붙어 있다가 이것들이 북상하면서 결국은 충돌했습니다. 충돌한 시점에서 유라시아판의 그런 변형을 일으키고 있는데요. 인도판에 그 많은 부분이 유라시아판 밑으로 들어가면서 유라시아판을 들어 올리고 있습니다. 비록 작은 것 같지만 엄청난 힘을. 그 힘으로 인해서 우리가 히말라야를 만들어내고요. 우리가 그 압축력을 가했을 때 그 옆으로는 인장력이 발생하게 되겠죠. 그 인장력이 한반도를 향해 있는 겁니다. 따라서 인도판의 충돌에서 발생된 인장력이 서쪽에서 동쪽으로 밀고 있고 그러면 작용이 있으면 반작용이 있어야 이제 반응하는 건데 그 반작용의 역할을 하는 것이 태평양판입니다. 태평양판이 일본 열도 밑으로 해서 백두산 밑으로 들어가 있는 걸 보셨잖아요. 그것이 반작용의 역할을 합니다. 그 작용과 반작용으로 한반도의 응력 에너지가 축적되고 있는 것입니다.