2000년대 들어서면서 한반도에서 발생한 지진횟수는 연평균 마흔번을 넘는다. 한반도가 지진의 위험지역이라고 단정하기는 어렵지만 안전지대라고 말하기도 어려운 상황이다. 이에 지진 발생시 피해를 최소화 할 수 있는 대책에 대해 살펴보았다.
지진운동을 정확하게 영상화하여 관찰하는 것은 매우 어렵다. 큰 지진의 경우 불과 1분 안에 지상의 모든 것을 파괴할 만큼, 단위 시간의 재앙 중 제일 큰 것에 해당한다. 지진운동은 순간적이지만 3차원 운동 즉 상하, 좌우, 및 회전 운동을 동시에 일으키기 때문이다.
이에 지진피해를 최소화하기 위해 시급히 시행해야 할 과제는 지역별 지진 위험도 작성과 지진 및 지진해일을 미리 예측하는 조기경보체제를 갖추는 것이다.
수평운동 지진의 위험성
이번에 일어난 후쿠오카 지진은 대륙과 대륙이 충돌해서 만들어지는 판경계지진이 아니라 판내부 지층의 균형이 깨지면서 발생하는 판내부지진인 대륙성 지진이라 볼 수 있다.
즉 서남 일본은 아무르판(유라시아 판의 일부), 필리핀판 및 태평양판이 접합하는 지역으로 이 곳에서 일어나는 지진은 중국 및 한반도에서 주로 일어나는 수평운동의 지진이 발생하기 때문에 육지에서 일어날 때는 그 피해가 바다에서 일어날 때 보다 훨씬 크다. 이번에 일어난 지진은 비교적 수심이 얕은(2백m) 해저10km 에서 수평운동인 주향단층으로 일어났기 때문에 해일은 없었다.
지진해일이 발생하려면 심해에서 수직운동 지진이 발생해야 되기 때문에 한반도에 지진해일을 일으킬 수 있는 지진은 홋카이도 서쪽 바다에서 일어나는 지진들이 원인이 될 수 있다.
만약 이 지진이 육지에서 일어났다면, 1945년 일본 히로시마와 나가사키에 떨어진 원자탄의 50개에 해당되는 1메가톤의 에너지를 방출할 수 있기 때문에 지상에 있는 모든 구조물은 전멸할 것이다. 이와 같은 대륙성지진은 이번 지진을 비롯해 1976년 중국 당산 지진(M=8.0), 1995년 고베 지진(M=6.8), 그리고 같은 해 발생한 사할린 지진(M=7.5) 등으로 모두 수평운동의 지진으로 막대한 재앙을 초래했다.
인구 천만 이상이 살고 있는 서울과 같은 대도시에서 지진 재난을 최소화하기 위해서는 각 구역별로 적절한 정밀 지진위험도를 작성해야 한다.
대도시 정밀지진위험도를 만들기 위해서는 1)서울수도권 지역의 상세한 지질지층구조 조사 2)지진활동(크기, 빈도수), 단층(활단층) 조사 3)지반 탁월주기(Predominant Period) 결정 등의 기초 자료와 확률론에 의거해서 작성된다.
이번 지진이 남한 전 지역의 고층아파트에 진동을 준 것은 거리가 가까운 점도 있지만 지반이 좋지 않다는 것이다. 내진 설계를 하는데 지진 크기만 고려하는 것은 큰 잘못을 불러올 수 있다.
왜냐면 지진은 바람처럼 지상에서 작용하는 것이 아니고 지하 수km 에서 수십km 깊이까지 땅덩어리 전체가 지상위의 구조물과 함께 3차원운동을 하면서 운동하기 때문이다.
지진 조기경보 시스템 구축 시급
현재 국내에서는 기상청, 한국지질자원연구원, 안전기술원, 한전전력연구원 및 대학에서 지진 관측망을 운영하고 있다. 특히 기상청과 한국지질자원연구원 관측망은 최첨단 장비(STS-2 /STS-1)를 갖추고 있으며 국제적 수준에 있다. 그러나 이러한 첨단 장비에서 얻은 Data를 분석할 고급 인력, 신기술 개발에서는 미흡한 상태에 있다.
일본은 지진발생 후 10초 이내, 그리고 대만은 20~30초 이내 지진정보(진앙, 규모 등)를 통보할 수 있는 조기 경보 시스템(Early Warning System)이 발동하기 때문에 주요 운영시설의 폐쇄는 물론 여진 등을 미리 예측해 지진피해를 최소화할 수 있다. 우리나라도 우수한 지진 관측망을 가지고 있기 때문에, 하루속히 지진 조기경보 시스템을 구축하고 실용화해야 한다.
우리나라 동해안의 속초, 강릉, 울진 등은 일본 홋카이도에서 발생하는 해일 피해를 종종 입는다. 이러한 해일 도착시간으로 약 2시간 정도가 걸리기 때문에 2시간 전 진원지 파악 및 해일 지진은 충분히 통보할 수 있다. 이같은 지진해일 조기경보 시스템의 Network 구축은 중앙 부서와 지방자치제의 협력으로 충분히 이루어 질 수 있다고 본다.
특히 이번에 후쿠오카 지진이 발생한 지난달 20일(일) 오전 10시 54분경에 빗발치는 문의 전화를 받고 난 뒤, 신속하고 정확한 조기 경보 시스템이 얼마나 필요한지 다시 한번 생각하게 됐다. 또한 여러 곳에 분산된 소규모 지진연구 그룹을 통합하여 국가 차원에서 통합기관을 만들어 지진 및 지진해일을 전문적으로 분석, 연구할 수 있는 독립된 국가연구기관이 필요하다.
지진 예측을 위한 국제적 협력관계의 중요성
지진은 국지적일 뿐만 아니라 광역적이기 때문에 국제적 협력이 절대적이다. 정확한 상호자료와 정보교환 매우 중요하며, 특히 한반도 동해해역에서 발생하는 지진인자를 정확히 결정하기 위해서는 일본과의 협력이 필수적이다.
일본은 전국적으로 약 1천대 이상의 지진관측소를 관련기관(기상청, 방재연구소 및 기타연구소)과 전국대학들이 공동관리하고 자료를 공유할 뿐 아니라 공유 포맷과 분석프로도 운영되고 있기 때문에 누구든지 지진정보를 쉽게 접근할 수 있다. 현재 계획 중인 한·일 지진공조 체계가 하루 속히 가동되기를 바란다.
얼마 전 북한 압록강상류에서 버섯구름을 보고 의문을 가진 적이 있다. 현재 많은 선진국에서는 비밀핵실험을 탐지하는데, 유일하게 지진기술을 사용하기 때문에 국가 국방전략연구 과제로서도 의미를 지닌다. 그러므로 여러 곳에 흩어져 있는 지진 자료를 공유개념으로 총괄 관리하고 동일하고 정확한 포맷으로 관측하고 분석하여 지진 및 고체지구 연구에 관한 기초연구와 지진, 지진해일을 신속하고 정확하게 통보할 수 있는 조기경보시스템을 구축해야 한다.
또한 구조물피해를 최소화할 수 있는 지진공학 연구를 병행하는 독립된 연구기관이 운영되면 지진 및 지진해일 공포로부터 해방될 뿐 아니라 지진문제에 있어 선진국 수준으로 가속화될 수 있다고 생각한다.