[포항 지진] 지진 원인 '단층'이란?…남한에만 활성단층 450개

 15일 경북 포항에서 규모 5.4의 지진이 발생했다. 지난해 9월 경북 경주에서 발생한 지진(규모 5.8)보다 규모는 조금 작았지만, 지표면과 가까운 '얕은' 곳에서 발생해 피해는 더 컸다.

 지진은 주로 지층이 어긋나 있는 '단층'(斷層·fault)에서 발생한다. 그 중에서도 최근에 변형이 일어난 적이 있어 지질학적으로 활성으로 판단되는 '활성단층'에서 대형 지진 가능성이 크다.

 남한내에는 약 450개의 활성단층이 알려져 있으며, 경주∼양산∼부산을 잇는 '양산단층'이 지금까지 알려진 가장 큰 활성단층이다. 최근 규모 5.0 이상의 꽤 강한지진이 종종 발생하면서 숨겨진 활성단층이 존재할 수 있다는 추측도 나온다.

 확실한 것은 한반도가 결코 지진의 '안전지대'가 아니라는 사실이다. 전문가들은 국내에서도 지진에 대한 대비와 조사가 필요하다는 데 의견을 같이했다.

 ◇ 지각이 변형력 못 견디면 지진 발생…단층지대가 위험
 지진의 근본 원인은 지각에 쌓이는 '응력'(應力·stress)이다.

 우리가 발을 딛고 있는 지구의 가장 바깥층인 지각은 지구 전체로 보면 두께가 아주 얇은 '막'과 비슷하며, 뜨거운 맨틀 위에 둥둥 떠 있는 상태로 존재한다.

 지각을 받치고 있는 맨틀은 마치 액체처럼 계속 움직이고, 맨틀의 움직임에 맞춰 지각도 따라 흐르게 된다.
 하지만 만약 지각끼리 맞물리거나 만나는 바람에 맨틀의 움직임을 따라가지 못하면 지각에 응력이 쌓인다.

 응력이 점점 커지면 지각이 변형을 겪다가 이를 더 이상 견디지 못하고 균열이 생기거나 아예 부러지기도 하는데, 이때 생긴 파동이 전달되는 것이 지진이다.

 지진에 특히 취약한 곳이 바로 '단층'이다. 단층은 외부의 힘에 지반이 어긋나 올라오거나 내려간 것을 말한다. 깨져있는 연약한 구조를 가진 만큼, 작은 충격에도 쉽게 부서진다.

 ◇ 남한내 활성단층만 약 450개 추정…"북한은 파악조차 안돼"

 한반도 내 단층은 아주 작은 단층까지 따지면 수 천개에 이를 것으로 추정된다.

서울 부근에 추가령 단층과 왕숙천 단층이 있으며 밀양을 통과하는 자인단층, 부산과 울산을 잇는 동래단층 등이 있다.

 특히 비교적 최근에 1회 이상 움직인 단층을 '활성단층'으로 분류하는데, 경주∼양산∼부산으로 이어지는 '양산단층'이 잘 알려진 활성단층이다.

 현재 남한지역의 활성단층의 수는 450여 개로 추정된다. 북한지역의 활성단층 현황은 파악이 안된 상태다. 북한이 정보를 공개하지 않기 때문이다.

 이번 포항 지진이 일어난 진앙 서쪽에는 양산단층이 있지만 직접 연결돼 있지는 않다. 따라서 양산단층 외에 규모 5.0 이상의 지진을 일으킬 수 있는 다른 단층이 있는지 조사해 봐야 한다는 게 전문가들의 의견이다.

 손문 부산대 지질환경과학과 교수는 양산단층대 동쪽에 있을 수 있는 단층이 이번 포항 지진의 원인일 가능성을 조심스럽게 언급하며 "이런 단층이 있다면 양산단층에 속하는 건지, 독립적인 건지는 조사를 해봐야 안다"고 밝혔다.

 이미선 기상청 지진화산센터장은 "이번 지진은 양산단층의 지류라고 할 수 있는 장사단층에서 발생한 것으로 추정된다"고 말했다.

 ◇ 전문가 "지표는 물론 땅속 단층도 검사해야"

 단층에 대한 조사는 우선 '지표 조사'부터 이뤄진다. 지표에 드러난 지층 구조 중 어긋나 있는 부분을 파악하는 것이다. 여기서 암석을 채취해 연대를 확인하면, 이 단층이 언제 생성됐는지 알 수 있다.

 지표 조사에서 단층이 확인되지 않으면 땅속을 검사해야 한다. 땅을 파서 보는 직접적인 방법인 '시추'와 지표에서 인공 진동을 가한 뒤 돌아오는 탄성파를 검사하는 간접적인 방법이 있다.

 한국지질자원연구원은 이런 탄성파 탐사를 통해, 작년 경주지진의 원인이 양산단층과 모량단층 사이에 있는 무명단층(이름 없는 단층)이라고 결론 내린 바 있다.

 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 "지표뿐만 아니라 지하에 있는 단층도 찾을 수 있도록 단층조사를 철저히 해야 할 것"이라고 말했다.

 작년 경주지진을 계기로 정부는 범부처 사업단을 구성, 2041년까지 1천175억원 투입해 전국 활성단층에 대한 전수조사에 나선다.

 지질연은 우선 2019년까지 국내 단층의 특성과 지진 발생의 상관관계를 도출키로 했고, 원자력안전위원회는 원전 내진설계 기준 자료를 확보하기 위해 올해부터 5년간 경주지진의 원인을 파악하는 정밀 조사를 시작한다.      연합뉴스

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