500년내 5.5이상 지진 발생 확률 10% 넘는 곳 신의주~태안반도~경주 구간

■ 지질학자들, 계측이전 역사자료 바탕 지진위험지도 분석작업
한반도 ‘판’경계와 거리멀어 6.0이상 지진 예측 어려워
발생땐 지하 3~5km서 일어나
진원 얕아… 힘 그대로 전달돼

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《“쿠궁∼!” 충남 태안반도 인근에서 리히터 규모 6.0 정도의 지진이 발생한다. 다행히 내진설계를 하거나 철근콘크리트로 지은 건물은 거의 무너지지 않는다. 하지만 벽돌이나 시멘트로 지은 저층 건물은 피해가 크다. 부실공사를 한 건물도 마찬가지다. 한반도에서 발생할 대규모 지진은 지표에 가까운 3∼5km 깊이의 땅속에서 일어나기 때문에 에너지가 거의 줄어들지 않고 땅 위로 전달된다. 지진이 발생한 지점 바로 위의 지역에는 엄청난 진동이 일어난다. 국내 건축물이 내진 설계를 바탕으로 지었다고 해도 지표 가까운 곳에 규모 6.0의 지진이 일어나면 균열이 발생할 가능성은 크다.》

○ 응력 쌓이면 큰 지진 가능

앞선 상황은 신희순 한국지질자원연구원 지하공간환경연구실 영년직 연구원, 이동근 성균관대 건축공학과 교수 등 국내 지진전문가들의 설명을 바탕으로 만든 ‘한반도 지진 시나리오’다.

하지만 국내 전문가들은 “한반도에 규모 6.0 이상의 지진이 일어날 확률은 있지만 내일이 될지, 1000년 뒤가 될지는 알 수 없다”고 말한다. 지진은 지각판의 경계에서 많이 일어난다. 그러나 우리나라는 판의 경계와 떨어져 있다. 이런 곳에서 일어나는 지진은 ‘한 번 발생한 곳에 다시 발생하고’ ‘한 번 발생하면 오랫동안 잠잠한’ 특성이 있기 때문에 시기를 예측하기가 매우 어렵다. 그러나 한 번 발생하면 피해는 생각보다 클 수 있다.

판의 경계에 있지 않은데도 왜 규모가 큰 지진이 일어날 수 있을까. 판이 움직이면 판 안쪽도 함께 움직인다. 모든 지역이 같은 속도와 방향으로 움직이지는 않기 때문에 특정 지역에 서로 밀거나 갈라지려는 힘(응력)이 쌓인다. 땅이 버티는 힘보다 응력이 커지면 땅이 갈라지며 지진이 발생한다. 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “응력을 측정해 한반도에 언제 지진이 발생할지 예측하는 것은 현재로서는 불가능하다”고 밝혔다.

다만 세계적으로 규모 6.0 이상의 지진이 연이어 발생하는 최근 상황이 한반도의 지진 발생 확률을 조금 높일 수는 있다. 홍 교수는 “지구는 여러 개의 판이 서로 밀고 당기며 균형을 이루고 있는 상태”라며 “갑자기 한쪽의 힘이 달라지면 다시 균형을 맞추기 위해 다른 판에 연쇄적으로 지진이 일어날 수 있다”고 설명했다.

지진의 시기를 예측할 수 없기 때문에 지질학자들은 과거에 발생한 ‘역사지진’을 활용해 지진 가능성을 알아본다. ‘조선왕조실록’ 같은 고문서에는 과거 발생한 지진의 피해지역과 정도가 기록되어 있다. 이 기록을 토대로 지진 통계를 내면 대규모 지진이 어느 주기로 발생하는지 알 수 있다. 그 지역에 쌓이는 응력이 지진으로 변하는 주기를 계산하는 셈이다.

○ 새 지진위험지도 2012년 완성 계획

국내에서는 2∼1904년에 발생한 역사지진과 1905년 이후에 지진계로 관측한 계기지진 자료를 바탕으로 ‘지진위험지도’를 1997년 완성했다. 500년 안에 한반도에서 규모 5.5 이상의 지진이 발생할 확률이 10%가 넘는 지진 위험지역은 태안반도를 중심으로 신의주 쪽으로 뻗은 구간과 경주 쪽으로 뻗은 구간이다. 전정수 지질자원연 지진연구센터 책임연구원은 “1997년에는 역사자료가 부족한 편이어서 그 이후에 밝혀진 역사 기록을 추가해 더 정밀하게 지진위험지도를 만드는 중”이라고 밝혔다. 특히 2000년대 초부터 대량의 고문서를 한글로 번역하는 작업이 진행되면서 지진 기록도 크게 늘어나 큰 도움이 되었다.

사실 역사 기록을 토대로 지진위험지도를 만드는 것에는 한계가 있다. 기록 대부분이 피해에 대한 내용이어서 지진의 발생 위치가 정확하지 않다. 예를 들어 서해에 지진이 일어나도 피해를 본 곳이 인천이면 인천에서 지진이 발생한 것으로 기록됐다. 만일 자료가 늘어나면 비슷한 시기에 발생한 지진 피해를 비교해 실제 지진의 위치를 구할 수 있다.

전 연구원은 “역사 기록 속의 지진을 분석해 실제 발생 장소를 찾아보니 1905년 이후 관측된 지진 발생 장소와 거의 비슷하다”며 “지진이 발생할 확률과 현재 존재하는 단층대가 포함된 상세한 지진위험지도는 2012년에 완성할 계획”이라고 밝혔다.

대전=전동혁 동아사이언스 기자 jermes@donga.com

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