동해 앞바다 4.3 지진 '쓰나미' 괜찮을까
동해 앞바다 4.3 지진 '쓰나미' 괜찮을까
  • 강지희
  • 승인 2019.04.19 15:25
  • 조회수 1335
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오늘의 지진발생 정보. 출처: 기상청
19일 지진 발생 정보. 출처: 기상청

19일 강원도 동해시 북동쪽 54km 해역에서 규모 4.3의 지진이 발생했습니다. 지진 발생 깊이는 30m로 올해 국내에서 발생한 지진 중 가장 규모가 크다고 합니다. 기상청은 이날 "동해시 등 강원 영동 일대는 진도 IV, 강원도는 진도 III, 경북과 충북 일부 지역은 진도 II에 해당하는 진동이 감지됐다"며 "규모로 볼 때 일단 지진 해일은 발생하지 않은 것으로 판단된다"고 밝혔습니다.

 

보통 육지와 근접한 바다 아래서 지진이 발생할 경우 쓰나미에 대한 우려를 갖게 됩니다. 영화 <해운대>를 통해 간접 경험했던 일을 차치하고라도 2011년 발생한 동일본 대지진의 악몽은 우리에게도 생생한데요. 지상으로 밀려든 대규모 쓰나미로 인해 전원 공급이 중단되면서 후쿠시마 현 원전의 가동이 중지됐고, 이후 방사능이 누출되는 사고가 발생했습니다.

 

해일이란 폭풍, 지진, 화산폭발 등이 원인이 되어 바다의 큰 물결이 육지로 갑자기 넘쳐 들어오는 자연현상을 말합니다. 지진 때문에 발생한 해일은 '쓰나미'라고 부르죠. 쓰나미는 전파 속도가 빠르고 파장과 존속 기간이 길어 광범위한 피해를 줄 수 있습니다. 이 때문에 지진 발생 시 쓰나미에 대한 정보에 사람들이 촉각을 곤두세우게 됩니다.

 

쓰나미, 큰 피해줄 수 있어

쓰나미 이미지. 출처: pixabay
쓰나미 이미지. 출처: pixabay

지진과 함께 쓰나미도 경보 시스템 등으로 미리 대비할 필요가 있습니다. 2004년 인도네시아 수마트라, 2011년에 일본 도호쿠는 모두 지진으로 발생한 쓰나미로 큰 피해를 입었습니다. 특히 2004년 인도네시아의 쓰나미는 해안에서의 높이가 약 10m나 되었습니다. 인도네시아의 쓰나미는 15만 명 이상의 사망자를 냈으며  인도양이라는 큰 바다를 끼고 있던 많은 나라에 피해를 줬습니다.

 

공포의 대상인 쓰나미는 지진이나 화산 폭발 등 해저의 거대한 '수직 운동'으로 인해 발생한다고 여겨져 왔습니다. 1970년경, 쓰나미를 설명하기 위해 실험용 수조에서 실험을 했는데요. 수조 탱크 바닥 부분을 수직 상승시키면 쓰나미와 유사한 파동을 만들어낼 수 있었다고 합니다.

 

1980년대에는 한 과학자가 수조의 평평한 바닥을 '수평'으로 움직이게 한 후 파장을 관측했습니다. 이 실험 보고에 따르면 실험에서 발생한 에너지는 지진이나 이로 인한 쓰나미를 생성하기에는 '무시할 만한' 수준에 그쳤습니다.

 

이러한 과거의 실험 결과들을 통해 쓰나미의 발생 원인으로 해저의 '수평적' 움직임 보다는 해저의 '수직 상승'이 중요 요소로 떠오르게 됐습니다.

 

새로운 주장

 

2007년 NASA 제트추진연구소(Jet Propulsion Laboratory, JPL)의 해양학자 토니 송(Tony Song) 박사는 2004년 수마트라에서 발생한 지진을 분석한 이후 기존 이론에 의문을 제기했습니다. 수마트라 지진이 아주 강력했지만 쓰나미를 만들 만큼 강력한 수직운동은 아니었다고 주장했습니다.

 

송 박사와 동료들은 해저의 '수평적' 이동이 고려된다면 쓰나미의 에너지가 설명된다고 말했습니다. 이 결과는 NASA/중앙 국립 해양박물관Centre National d’Etudes Spatiales(CNES)과 유럽우주국(ESA)의 환경위성 등 3가지의 위성에서 수집한 자료와 일치했습니다.

 

그 이후로도 수마트라 지진에 대한 연구는 계속해서 진행됐습니다. 그는 인공위성 자료를 이용해 “해저의 수직 상승으로 만들어진 에너지의 양은 강력한 쓰나미를 만들 수 없다”는 자신의 주장을 뒷받침했습니다.

 

1970년대 연구, 잘못된 연구였다?!

 

송 박사는 남은 증거는 물리학에 달려있다고 말했습니다. 해양의 깊이와 해저 이동 속도에 비례하는 운동 에너지가 만들어진다는 건데요. 송 박사는 앞선 1980년대 수조 실험을 검토한 결과 당시 실험이 ‘깊이’와 ‘속도’라는 두 변수를 정확하게 반영하지 못했다는 점을 알아냈습니다. 

 

실제 바닷속의 깊이와 해저의 이동 속도를 구현하기엔 해당 수조는 너무 얉았습니다. 지진이 발생할 때 지각이 움직이는 속도와 비교하면 수조 속 해저의 이동 속도는 너무 느렸습니다. 송 박사는 “과거 실험에서 잘못 설계된 부분이 ‘수평적 움직임은 운동 에너지를 적은 양밖에 만들어내지 못한다’는 잘못된 이해로 이끌었다”고 설명했습니다.

동일본 대지진 쓰나미가 휩쓸고간 후... 출처: Fotolia
동일본 대지진 쓰나미가 휩쓴 후. 출처: Fotolia

수평 이동이 쓰나미 에너지 절반

 

송 박사는 오리건 주립대학 파장연구소에서 2004년 수마트라 지진과 2011년 동일본 대지진을 재현했습니다. 1980년대 실험과 유사하게 두 개의 모의 해저 바닥을 수평으로 움직였습니다. 실제 상황에 맞게 피스톤을 이용해 바닥이 빠르게 움직이게 했습니다. 실제 쓰나미 관측 자료를 참조해 이동 속도와 깊이의 비율도 현실과 가깝게 맞췄습니다. 실험 결과 해저 바닥의 '수평 이동'이 쓰나미 에너지의 절반 이상을 만들어냈습니다.

 

오리건 주립대학 토목건축공학자이자 이번 연구의 공동 권위자인 솔로몬 임(Solomon Yim) 교수는 “이 연구를 통해 해저 바닥의 수직적 움직임뿐만 아니라 수평적 움직임도 에너지를 만들어낸다는 것을 알아냈다”며 “바다 속 에너지의 이동을 통해 쓰나미를 예측할 수 있을 것”이라고 밝혔습니다.

 

송 박사는 더 나아가 자신들이 개발한 GPS 기술을 이용한다면 미래의 쓰나미 규모와 강도를 알아낼 수 있을 것이라고 합니다. 여기서 송 박사가 말한 GPS 기술은 JPL팀이 운영하는 고정밀위성항법장치(Global Differential GPS)를 말하는데요. 지진이 일어나는 동안 해저의 움직임을 정확하게 실시간으로 측정이 가능한 장비입니다. 송 박사는 마지막으로 “우리의 목표는 쓰나미가 발생하기 전에 쓰나미의 규모를 파악하고 사전 경고를 제공해주는 것”이라는 말을 남겼습니다.

 

한편, 기상청에 따르면 이번에 발생한 지진은 국내에서 발생한 지진 중 28번째로 규모가 큽니다. 동해 반경 50㎞ 이내 해역에서는 1978년 이래 25회의 지진이 발생한 것으로 집계됐습니다.

 

##참고자료##

 


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