[동일본 대지진 2년 ②] 일본, 지진발생 왜 많나?





 


2011년 3월 11일 14시 46분. 일본 미야기현 오사카 반도 동남쪽 130km 해역에서 발생한 리히터 규모 9.0의 대지진. 일본 관측 사상 최대 규모로 1900년 이후 세계에서 네 번째로 강력한 지진이었다. 이 지진으로 후쿠시마 주민 1만 5881명 사망, 2676명 실종으로 순식간에 주민 10명 당 1명이 목숨을 잃거나 사라졌다.


 


사건이 발생한지 2년이 지났지만, 후쿠시마 인근 주민 30만 명은 아직도 당시의 충격을 잊지 못한 채 피난생활을 하고 있고, 잊을만 하면 찾아오는 ‘생활 속 여진’ 때문에 늘 불안한 삶을 살아가고 있다.


 


일본 대지진은 한반도 지각에도 심각한 영향을 미쳤다. 지진 발생 후 약 1년 반 시간 동안 한반도에는 예년과 달리 크고 작은 지진이 잇따랐다.


 



 


2011년 도호쿠 지방 태평양 해역 지진 ⓒ www2.demis.nl


 


일본, 지진 발생 왜 많나?


 


지진은 전 지구상에서 발생하는 편이지만, 특히 일본에서 유독 많은 지진이 일어난다. 과학자들은 그 이유로 일본대륙을 구성하는 대륙판의 영향을 꼽는다.


 


대륙의 이동을 설명하는 지질학 이론인 ‘판구조론(plate tectonics)’은 지진발생의 가장 일차적인 원인으로 꼽힌다. 지구 지각 표면은 마치 지구를 감싸 안은 퍼즐 조각들처럼 몇 개의 판으로 쪼개져 있는데, 이 판들은 지구 내부의 열을 받아 서서히 이동하면서 서로 스치기도 하고 부딪치기도 한다는 것이다.


 


이 과정에서 서로 맞닿은 지각판이 더 이상 버틸 수 없게 되면 판의 가장자리인 단층이 튕겨 나가며 지진을 일으키게 된다.


 



 


20세기 후반의 판 구조.


판구조론에 따르면 지각판은 커다란 7개의 판(북미판, 남미판, 유라시아판, 태평양판, 아프리카판, 인도-호주판, 남극판)과


중간크기의 6개 판(카리브판, 나즈카판, 필리핀판, 아라비아판, 코코스판, 스코티아판) 등으로 이루어져 있다.


 미국 지질조사국 (USGS)



대규모 지진들은 이 지각판의 경계 부분에서
자주 일어나는데, 특히 일본 동쪽 앞바다는 7개의 판 중에 4개의 판이 접하는 곳으로 지난 40년간 일어난 진도 4.0이상의 지진 중에 10%가 이곳에서 발생했다.


 


지난 번 동일본 대지진의 진원은 해저 약 24km 지점으로, 태평양판의 암반이 유라시아판과의 사이에 끼어 있는 북미판의 암반 밑이다.


 




 


지구 전체에서 발생하는 지진의 90% 이상은 불의 고리(Ring of fire)라고도 불리는


환태평양 조산대(화산 분출이나 지각의 융기로 인해 육지가 생성되는 지역)에서 발생한다.
미국 지질조사국 (USGS)


 


공룡이 살았던 중생대 지금의 일본 땅은 유라시아 대륙의 동쪽, 한반도 옆에 붙어 있는 대륙의 일부였다. 그러나 이후 해양 지각 판이 유라시아 대륙 밑으로 들어가기 시작하면서 대륙의 가장자리에서도 화산활동이 활성화됐다.


 


밀도가 비슷한 대륙지각끼리 충돌하게 되면 히말라야 산맥과 같이 높게 솟아오르겠지만, 대륙지각과 해양지각이 만나면 위에 놓인 대륙지각이 해양지각 밑으로 말려 들어가는 현상이 발생한다. 결국 대륙지각의 가장자리가 당겨지면서 대륙으로부터 떨어지는데 지금의 일본이 이렇게 만들어진 것이다.


 


일본에 지진이 많이 발생하는 이유를 물어본다면 일본이 지진으로 생성된 땅덩어리이기 때문이라는 답이 가장 적절할 것이다.


 


한반도는 지진해일(Tsunami)로부터 안전한가


 




 


2012년 1월부터 5월까지 한반도에서 일어난 ⓒ 기상청


 


지진 지진이 일으키는 가장 무서운 부작용은 지진해일, 즉 쓰나미다.


 


쓰나미는 지진으로부터의 에너지가 바다로 전달되어 생겨난 엄청난 위력의 파도를 말하는데, 2004년 12월 26일 인도네시아 발생한 리히터 9.3의 강진 이후 발생한 쓰나미가 근대 역사상 가장 많은 사망자를 낸 지진해일이다.


 


지진해일은 태풍 등의 기상현상으로 생기는 폭풍해일과 달리, 높은 파도가 해안으로 이동해 오기 때문에 고지대도 순식간에 침수된다.


 


해안가로 다가올수록 파도가 높아지는 이유는 간단하다.


 


해안가는 수심이 점점 얕을 뿐 아니라 물과 바닥의 마찰이 심해 파도의 속도가 점점 감소하는 지역이다. 반면, 밀려오는 파도와 그 에너지는 거의 줄지 않은 상태이므로 파장은 짧아지고 에너지는 좁은 범위에 축적되는 것이다. 그 결과 쓰나미는 매우 높아진 모양을 한 채 해안에 도착하게 되는 것이다.


 


이런 이유로 지진해일은 넓고 큰 바다에서는 전혀 느낄 수 없으며, 바닷가의 해안 부근에서만 크게 증폭되므로 대양에 있을 때에 지진해일 경보가 발령되면 굳이 배를 항구로 돌릴 필요가 없다.


 


그런데 한반도는 과연 지진해일로부터 안전한 것일까.


 


우리나라의 경우 유라시아판 내부에 존재해 지진에 대해서 비교적 안정된 지역에 있다. 하지만 4개의 지각판이 만나는 일본에서 그리 멀리 떨어져 있지 않기 때문에 경계를 늦출 수 없다.


 


실제로 1983년 5월과 1993년 7월 아키타현과 홋카이도 인근 해역에서 발생한 규모 7.7, 7.8로 인한 지진해일로 4.0m의 파고가 삼척ㆍ울진 등 여러 지역에 직접적인 피해를 준 적이 있다.


 


3·11 동일본 대지진 역시 한반도에 큰 영향을 미쳐 2010년 42차례에 불과했던 지진 발생이 2011년에는 52차례, 2012년에는 56차례까지 꾸준히 증가했다.


 


모든 지진해일 정보 10분 이내 예측


 


태평양 연안 및 원거리 지역에서 발생한 쓰나미도 바다를 통해 세계 곳곳으로 옮겨질 수 있지만 일반적으로 우리나라에 가장 큰 영향을 미치는 지진은 역시 일본열도에서 발생한 지진해일이다.


 


다행인 것은 일본 서쪽 바다는 동쪽 바다와는 지질 구조가 전혀 달라, 대지진 수준의 강진 가능성이 낮다는 것이다. 지금까지 일본 서쪽 바다에서 발생한 가장 강력한 지진의 진도는 7.8로, 위력이 동일본 대지진(9.0)의 64분의 1 정도다.


 


문제는 일본에서 발생한 지진해일이 한반도로 전파되기까지는 단 1시간 30분에서 2시간이 소요될 정도로 짧기 때문에 정부는 지진발생 가능성이 큰 일본 연안지역의 해저지형을 포함한 제반 지진해일 자료를 구축할 필요가 있다.


 




지진해일대응시스템 작동체계 ⓒ 소방방재청 


다행히 최근 우리나라 소방방재청은 한반도 주변 해역 전역에서 발생한 모든 지진을 10분 내에 파악할 수 있는 지진해일대응시스템을 개발했다.


 


이 시스템이 예측할 수 있는 것은 동해, 남해, 서해안 해역 전역에 발생한 지진에 대해 지진해일의 파도높이, 도달시간, 실시간 침수지역까지 다양하다.


 


특히, 지진해일의 취약지대라고 할 수 있는 동해안 43개 지구에 대해서는 지진해일의 발생부터 침수까지를 상세분석한 동영상 시뮬레이션이 가능하며, 재난문자방송서비스와 연계, 지진해일 발생시 영향지역에 위치한 휴대폰 소지자에게 대피정보를 제공하여 국민들이 조속히 대피할 수 있도록 했다. ….<계속>


 


 


 


윤수영 사이언스올 편집위원


 


[관련 교과과정]


 


중학교 / 1학년 / 1학기 / 7. 지각 변동과 판 구조론 /조각난 지구 위에서 일어나는 화산과 지진


초등학교 / 4학년 / 2학기 / 4. 화산과 지진 / 4-2. 흔들리는 땅


초등학교 / 4학년 / 2학기 / 4. 화산과 지진 / 지진은 어떤 지역에서 자주 발생할까요?


초등학교 / 4학년 / 2학기 / 4. 화산과 지진 / 지진은 왜 일어날까요?


초등학교 / 4학년 / 2학기 / 4. 화산과 지진 / 지진의 세기는 어떻게 나타낼까요?


 


[관련기사]


 


[북한 3차 핵실험 ②] ‘인공지진’ 무엇이 다를까?


보다 강력해진 대지진 가상체험